KR20180119115A - 배가스 처리 방법, 배가스 처리 장치, 유리 물품의 제조 장치 및 유리 물품의 제조 방법 - Google Patents

배가스 처리 방법, 배가스 처리 장치, 유리 물품의 제조 장치 및 유리 물품의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 배가스 중의 황 성분, 붕소 성분 등을 충분히 제거할 수 있고, 습식 설비의 투자 비용, 운전 비용을 억제할 수 있는 배가스 처리 방법을 제공한다.
[해결 수단] 본 발명의 배가스 처리 방법은, 유리 용해 공정(ST1)과, 배가스에 냉각 용수 용액을 접촉시켜 냉각 후 배가스를 얻는 냉각 공정(ST2)과, 냉각 후 배가스에 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말을 접촉시켜 접촉 후 배가스를 얻으면서, 냉각 후 배가스와 분말의 반응물을 분체로서 회수하는 분체 회수 공정(ST3)과, 접촉 후 배가스에 냉각용 액체를 접촉시켜 청정 가스를 얻으면서, 접촉 후 배가스와 냉각용 액체의 반응액을 배액으로서 회수하는 배액 처리 공정(ST5)을 구비하고, 배액 처리 공정(ST5)은, 배액을 pH 5 내지 9, 온도 40℃ 이상으로 조정함으로써 처리액을 제작하여, 냉각 공정(ST2)에 처리액을 복귀시키고, 냉각 공정(ST2)은 배가스에 처리액을 접촉시키는 것을 특징으로 한다.

Description

배가스 처리 방법, 배가스 처리 장치, 유리 물품의 제조 장치 및 유리 물품의 제조 방법{Exhaust Gas Treatment Method, Exhaust Gas Treatment Apparatus, Apparatus for Manufacturing Glass Article, and Method of Manufacturing Glass Article}
본 발명은 배가스 처리 방법, 배가스 처리 장치, 유리 물품의 제조 장치 및 유리 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
유리 용해로에서 발생한 배가스 중에는, 유리 원료를 용해시키는데 사용하는 연료, 유리 원료 등에서 유래되는 각종 성분이 포함된다. 예를 들어, 유리 원료를 화염에 의해 용해시키는데 중유를 사용하는 경우에는, 배가스 중에 황 성분이 포함된다. 또한, 붕규산 유리를 제조하는 경우에는, 배가스 중에 붕소 성분이 포함된다. 이들 성분은 그대로 대기 중에 방출되면, 환경에 악영향을 미칠 우려가 있으므로, 배가스로부터 이들 성분을 제거하는 방법이 각종 검토되어 있다.
특허문헌 1에는, 붕소 성분을 함유하는 배가스에 고체 알칼리 금속 탄산염 및/또는 고체 알칼리 금속 탄산수소염을 첨가하여, 배가스 중의 붕소 성분을 제거하는 방법이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 배가스 중의 황 성분 및 붕소 성분을 제거하는 방법으로서, 배가스에 냉각 용수 및 접촉 용수를 접촉시켜, 배가스 중의 황 성분 및 붕소 성분을 물에 용해시켜 제거하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법에서 발생하는, 황 성분 및 붕소 성분을 포함하는 배액은, 중화시킨 후에 냉각 용수 또는 접촉 용수로서 재이용할 수 있도록 되어 있다.
일본 특허 공개 제2003-10633호 공보 국제 공개 제2009/072612호
그러나, 특허문헌 1에 기재된 방법은, 건식 배가스 처리 설비에 의한 배가스 처리 방법이기 때문에, 배가스 중의 붕소 성분을 충분히 제거할 수 없는 경우가 있다.
또한, 특허문헌 2에 기재된 방법은, 배가스 중의 붕소 성분을 충분히 제거할 수 있고, 배액을 냉각 용수 또는 접촉 용수로서 재이용할 수 있기는 하지만, 백 필터 이후에 설치되는 습식 설비가 비대화되어 투자 비용, 운전 비용이 증대된다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 배가스 중의 황 성분, 붕소 성분 등을 충분히 제거할 수 있고, 습식 설비의 투자 비용, 운전 비용을 억제할 수 있는 배가스 처리 방법, 배가스 처리 장치, 유리 물품의 제조 장치 및 유리 물품의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 유리 원료를 용해시키는 유리 용해 공정과, 상기 유리 용해 공정에서 발생한 배가스에 냉각 용수 용액을 접촉시켜 냉각 후 배가스를 얻는 냉각 공정과, 상기 냉각 후 배가스에 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말을 접촉시켜 접촉 후 배가스를 얻으면서, 상기 냉각 후 배가스와 상기 분말의 반응물을 분체로서 회수하는 분체 회수 공정과, 상기 접촉 후 배가스에 냉각용 액체를 접촉시켜 청정 가스를 얻으면서, 상기 접촉 후 배가스와 상기 냉각용 액체의 반응액을 배액으로서 회수하는 배액 처리 공정을 구비하고, 상기 배액 처리 공정은, 상기 배액을 pH 5 내지 9, 온도 40℃ 이상으로 조정함으로써 처리액을 제작하고, 상기 냉각 공정에 상기 처리액을 복귀시키고, 상기 냉각 공정은 상기 배가스에 상기 처리액을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 방법이다.
또한, 본 발명은, 배가스를 발생하는 유리 용해로와, 냉각탑과, 백 필터와, 스크러버를 구비하는 배가스 처리 장치이며, 상기 냉각탑은 상기 배가스에 냉각 용수 용액을 분무하여 냉각 후 배가스를 얻는 노즐을 구비하고, 상기 백 필터는 여과포와 분체 회수 수단을 구비하고, 상기 여과포는 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말을 담지시키고, 상기 냉각 후 배가스를 상기 분말에 접촉시켜 접촉 후 배가스로 하고, 상기 분체 회수 수단은 상기 냉각 후 배가스와 상기 분말의 반응물을 분체로서 회수하고, 상기 스크러버는, 상기 접촉 후 배가스에 냉각용 액체를 분무하여 청정 가스 및 배액을 얻는 노즐과, 상기 배액의 pH 및 온도를 조정하여 처리액으로 하는 조정 수단과, 상기 냉각탑으로 상기 처리액을 송출하기 위한 복귀 배관을 구비하고, 상기 냉각탑은 상기 배가스에 상기 처리액을 분무하는 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치이다.
본 발명의 배가스 처리 방법, 배가스 처리 장치, 유리 물품의 제조 장치 및 유리 물품의 제조 방법에 의하면, 간이한 습식 설비로 배가스 중의 황 성분, 붕소 성분 등을 충분히 제거할 수 있으며, 또한 배액을 재이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 배가스 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 냉각탑이며, (A)는 냉각탑의 주요부를 확대한 단면 모식도이며, (B)는 냉각탑의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스크러버의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 배가스 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 배가스 처리 장치, 배가스 처리 방법, 유리 물품의 제조 장치 및 유리 물품의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는 이하의 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 임의로 변경 가능하다.
[배가스 처리 장치]
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 배가스 처리 장치의 개략도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 냉각탑이며, (A)는 냉각탑의 주요부를 확대한 단면 모식도이며, (B)는 냉각탑의 평면도이다.
도 1을 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 배가스 처리 장치(1)에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 배가스 처리 장치(1)는, 배가스(G1)를 발생하는 유리 용해로(10)와, 냉각탑(20)과, 백 필터(30)와, 분말 공급 장치(35)와, 탈초(脫硝) 장치(40)와, 스크러버(50)와, 메인팬(60)과, 굴뚝(70)을 구비한다.
유리 용해로(10)는 버너의 화염을 유리 원료를 향해 방사함으로써, 유리 원료를 가열 용해시켜 배가스(G1)를 발생한다. 버너는 천연 가스나 중유 등의 연료를 가스와 혼합하여 연소시킴으로써 화염을 형성한다. 버너에는, 가스로서 주로 공기를 사용하는 공기 연소 버너, 또는 가스로서 주로 산소를 사용하는 산소 연소 버너가 사용된다.
배가스(G1)는, 중유를 사용한 버너 연소에 의해, 중유에서 유래되는 황 성분을 포함한다. 또한, 배가스(G1)는, 유리 원료에 포함되는 청징제에서 유래되는 황 성분, 불소 성분, 염소 성분 등을 포함한다. 또한, 배가스(G1)는, 붕규산 유리를 제조하는 경우, 용융 유리로부터 휘발하기 쉬운 붕소 성분을 포함한다. 배가스(G1) 중의 황 성분은 주로 황산화물(SOX), 염소 성분은 주로 염화수소(HCl), 불소 성분은 주로 불화수소(HF), 붕소 성분은 주로 붕산(H3BO3)이다.
이어서, 도 1, 2를 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 냉각탑(20)에 대하여 설명한다.
냉각탑(20)은 입구부(21)와, 직경 확대부(23)와, 냉각탑 본체(25)와, 스프레이 노즐(26)과, 고형물 회수 수단(27)과, 출구부를 구비한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 냉각탑 본체(25)는 원통형으로 직립하여 설치된다. 직경 확대부(23)는 냉각탑 본체(25)의 상부에 연결하여 설치된다. 입구부(21)는 직경 확대부(23)의 상부에 연결하여 설치된다. 입구부(21)는 냉각탑(20)에 유입된 배가스(G1)의 흐름을 수평 방향으로부터 연직 방향 하향으로 변경한다.
직경 확대부(23)의 횡단면의 직경은 입구부(21)로부터 냉각탑 본체(25)를 향해 점차 확대된다. 직경 확대부(23)의 횡단면은 전형적으로는 원 형상이지만, 직사각 형상 등이어도 된다. 직경 확대부(23)는 입구부(21)를 통과한 배가스(G1)의 유속을 저하시킨다.
냉각탑 본체(25)는 내부에 반응 공간을 구비하고, 직경 확대부(23)를 통과한 배가스(G1)와 냉각 용수 용액(L21) 및 처리액(L22)의 반응에 의해 반응물을 생성한다.
스프레이 노즐(26)은 직경 확대부(23)의 측면에 설치되고, 배가스(G1)의 흐름 방향으로 냉각 용수 용액(L21) 및 처리액(L22)을 분무하여 배가스(G1)를 냉각시킨다. 이에 의해, 냉각 후 배가스(G2)의 온도를 낮추어, 후술하는 백 필터(30) 내의 여과포가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배가스(G1)와 냉각 용수 용액(L21) 및 처리액(L22)을 반응시켜, 배가스(G1) 중의 황 성분 및/또는 염소 성분을 제거한다.
본 실시 형태의 냉각 용수 용액(L21)은 수산화나트륨(NaOH) 수용액, 처리액(L22)은 수산화나트륨을 주성분으로 하는 수용액이다. 수산화나트륨은 저렴하며 취급하기 쉽기 때문에, 일반적인 산성 배액의 중화제로서 이용되고 있다.
도 2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 스프레이 노즐(26)은 노즐의 분사구로부터 방사상으로 냉각 용수 용액(L21) 및 처리액(L22)을 분무한다. 스프레이 노즐(26)의 분사각 α는, 30 내지 70°가 바람직하고, 40 내지 60°가 보다 바람직하다. 분사각 α가 30° 이상이면, 냉각 용수 용액(L21) 및 처리액(L22)이 냉각탑 본체(25)의 전체로 널리 퍼져, 배가스(G1) 중의 황 성분 및/또는 염소 성분을 충분히 제거할 수 있다. 또한, 분사각 α가 70° 이하이면, 냉각 용수 용액(L21) 및 처리액(L22)과 배가스(G1)의 반응물이 냉각탑 본체(25)의 벽면에 대량으로 부착되는 것을 방지할 수 있다. 반응물이 벽면에 대량으로 부착되면, 냉각탑 본체(25)가 폐색되는 원인이 된다.
도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이, 스프레이 노즐(26)은 복수 설치되고, 각각 직경 확대부(23)의 중심과 동심원 상에서 둘레 방향으로 간격을 두고 설치된다.
본 실시 형태에서는, 스프레이 노즐(26)의 개수는 9개이지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 2 내지 20개가 바람직하고, 2 내지 15개가 보다 바람직하다. 스프레이 노즐(26)의 개수가 2개 이상이면, 냉각 용수 용액(L21)과 처리액(L22)을 따로따로 분무할 수 있다. 또한, 스프레이 노즐(26)의 개수가 20개 이하이면, 각 스프레이 노즐(26)은 둘레 방향으로 간격을 두고 설치할 수 있다. 개수가 많은 경우에는, 직경 확대부(23)의 중심과 동심원 상에서 직경 방향으로 2열 이상 설치해도 된다.
9개의 스프레이 노즐(26)은, 예를 들어 6개는 냉각 용수 용액(L21)을 분무하고, 3개는 처리액(L22)을 분무한다. 여기서, 후술하는 바와 같이 처리액(L22)은 4붕산나트륨(Na2B4O7) 또는 붕산마그네슘(MgB2O4)을 포함하기 때문에, 4붕산나트륨 또는 붕산마그네슘이 석출되지 않도록 온도를 관리할 필요가 있다. 그 때문에, 냉각 용수 용액(L21)와 처리액(L22)은 혼합시키지 않고, 따로따로 분무하는 것이 바람직하다.
스프레이 노즐(26)의 합계 유량은 배가스(G1)의 유량에 의해 적절히 조정이 필요하지만, 1000 내지 5000L/h가 바람직하고, 2000 내지 4000L/h가 보다 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 냉각 용수 용액(L21) 및 처리액(L22)을 분무하는 것에 스프레이 노즐(26)을 사용하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 배가스(G1)에 액체를 분무 또는 분사할 수 있는 접촉 수단이면 된다.
냉각탑(20)의 고형물 회수 수단(27)은 냉각탑 본체(25)의 저부에 설치된다. 고형물 회수 수단(27)은 냉각탑 본체(25)에서 생성된 반응물을 고형물(S2)로서 회수한다. 고형물(S2)은 전형적으로는 배가스(G1) 중의 황 성분에서 유래되는 황산나트륨(Na2SO4)과, 배가스(G1) 중의 염소 성분에서 유래되는 염화나트륨(NaCl)을 포함한다.
냉각탑(20)의 출구부는 냉각탑 본체(25)의 하부 측면에 연결하여 설치된다. 출구부는 냉각 후 배가스(G2)를 배출한다.
입구부(21)에 있어서의 배가스(G1)의 온도 T1은 700 내지 900℃가 바람직하다. 온도 T1이 700℃ 이상이면, 배가스(G1) 중의 황 성분 또는 염소 성분은 냉각 용수 용액(L21) 및 처리액(L22)과 충분히 반응한다. 또한, 온도 T1이 900℃ 이하이면, 냉각탑(20) 내의 손상을 방지할 수 있다.
본 실시 형태의 냉각 용수 용액(L21)은 수산화나트륨(NaOH) 수용액이지만, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 수용액이어도 된다. 이 경우, 처리액(L22)은 수산화마그네슘을 주성분으로 하는 수용액이다. 배가스(G1) 중의 각 성분은 냉각 용수 용액(L21) 및 처리액(L22)과 반응하고, 배가스(G1) 중의 황 성분은 황산마그네슘(MgSO4)이 되고, 배가스(G1) 중의 염소 성분은 염화마그네슘(MgCl2)이 된다.
수산화마그네슘은 저렴하며 취급하기 쉽기 때문에, 일반적인 산성 배액의 중화제로서 이용되고 있지만, 물에 대한 용해도가 낮아, 통상은 슬러리 상태이기 때문에, 액을 순환시켜 재이용하는 경우에는 배관의 막힘을 일으킬 것이 염려된다. 그러나, 처리액(L22)은 붕소 성분을 포함하기 때문에, 수산화마그네슘이 슬러리 상태로는 되지 않아, 막힘의 문제를 일으키지 않으며, 스크러버(50)로부터 냉각탑(20)으로 송출할 수 있다.
냉각 용수 용액(L21)의 농도 C21은 0.3％ 이상이 바람직하고, 0.5％ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 농도 C21은 2.0％ 이하가 바람직하고, 1.0％ 이하가 보다 바람직하다. 농도 C21이 0.3％ 이상이면, 배가스(G1) 중의 황 성분 및/또는 염소 성분을 충분히 제거할 수 있다. 또한, 농도 C21이 2.0％ 이하이면, 냉각 용수 용액(L21)의 건고화에 의해 스프레이 노즐(26)이 폐색되는 것을 방지하고, 또한 고형물(S2)의 배출량을 저감시킬 수 있다.
도 1에 있어서의 백 필터(30)는 3개의 백 필터 본체(31)와 분체 회수 수단(37)을 구비한다.
백 필터 본체(31)는 내부에 여과포를 구비하고, 인접하는 백 필터 본체(31)와 연결되어, 냉각 후 배가스(G2)가 통과하는 유로를 형성한다.
여과포는 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말을 담지시키고, 냉각 후 배가스(G2)를 분말에 접촉시켜 접촉 후 배가스(G3)로 한다. 냉각 후 배가스(G2)는 분말과 반응하여, 냉각 후 배가스(G2) 중의 황 성분, 불소 성분 또는 염소 성분은 제거된다. 또한, 냉각 후 배가스(G2) 중의 매진(煤塵)은 여과포에서 포집되어 제거된다.
여과포의 재질은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리테트라플루오로에틸렌은 화학적으로 안정되고, 내열성, 내약품성의 점에서 우수하다.
백 필터 본체(31)는 여과포의 상방에 가스 노즐을 구비한다. 백 필터 본체(31)는 가스 노즐을 사용하여 여과포에 압축 공기를 분사하여, 여과포가 담지하는 분말, 및 냉각 후 배가스(G2)와 분말의 반응물을 털어 버린다. 가스 노즐은 압축 공기 대신에 산소나 질소 등의 가스를 사용해도 된다.
분체 회수 수단(37)은 분말 및 반응물을 분체(S3)로서 회수한다. 분체 회수 수단(37)은, 예를 들어 3개의 백 필터 본체(31)의 저부로부터 회수된 분체(S3)를 컨베이어 등으로 운반하여, 1개소에 집약한다.
백 필터(30)는 냉각 후 배가스(G2) 중의 불소 성분을 제거할 수 있으므로, 접촉 후 배가스(G3 또는 G4)에 의해 스크러버(50)에 불소 성분이 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 스크러버(50)에서, 불소 성분이 수산화마그네슘과 반응하여 슬러리화되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 물에 난용인 불화마그네슘(MgF2)이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
도 1의 백 필터(30)는 백 필터 본체(31)를 3개 구비하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 백 필터 본체(31)의 개수는 2 내지 15가 바람직하고, 2 내지 10이 보다 바람직하다. 백 필터 본체(31)의 개수가 2 이상이면, 냉각 후 배가스(G2)가 통과하는 유로의 거리를 길게 할 수 있어, 냉각 후 배가스(G2) 중의 황 성분, 불소 성분 또는 염소 성분을 고효율로 제거할 수 있다. 또한, 백 필터 본체(31)의 개수가 15 이하이면, 설비의 투자 비용, 운전 비용을 억제할 수 있다. 백 필터 본체(31)의 개수는 1개여도 된다.
분말 공급 장치(35)는 3개의 분말 공급 장치 본체(36)를 구비한다.
분말 공급 장치 본체(36)는 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말을, 배관을 경유하여 백 필터(30)에 공급한다.
분말 공급 장치 본체(36)의 개수는 백 필터 본체(31)와 동일한 개수로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 백 필터 본체(31)로의 분말 공급량을 독립적으로 조정할 수 있다.
분말 공급 장치(35)는, 1Nm3의 냉각 후 배가스(G2)에 대하여 1.0 내지 5.0g의 분말을 공급하는 것이 바람직하고, 2.0 내지 3.0g의 분말을 공급하는 것이 보다 바람직하다.
백 필터 본체(31) 내의 여과포는, 분말 공급 장치 본체(36)로부터 공급되는 분말의 부착량이 서서히 늘어나므로, 백 필터(30)의 입구와 출구의 압력차가 증대된다. 압력차는 30 내지 150mmH2O가 바람직하다. 압력차가 30mmH2O 이상이면, 분말이 여과포에 충분히 부착되어 있으며, 냉각 후 배가스(G2) 중의 황 성분, 불소 성분 또는 염소 성분을 충분히 제거할 수 있다. 또한, 압력차가 150mmH2O 이하이면, 냉각 후 배가스(G2)가 흐르기 쉬워진다.
백 필터(30)의 압력차는, 각 백 필터 본체(31)의 압력차와 함께 조정하는 것이 바람직하다.
알칼리 금속염은 탄산수소나트륨(NaHCO3) 또는 탄산나트륨(Na2CO3)인 것이 바람직하다. 또한, 알칼리 토금속염은 수산화칼슘(Ca(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3) 또는 탄산칼슘과 탄산마그네슘(MgCO3)의 복염인 것이 바람직하다. 복염은, 예를 들어 돌로마이트이다.
냉각 후 배가스(G2) 중의 성분은 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말과 반응한다. 냉각 후 배가스(G2) 중의 황 성분은 황산나트륨(Na2SO4) 또는 황산칼슘(CaSO4)이 되고, 불소 성분은 불화나트륨(NaF) 또는 불화칼슘(CaF2)이 되고, 염소 성분은 염화나트륨(NaCl) 또는 염화칼슘(CaCl2)이 된다. 알칼리 토금속염의 분말로서 돌로마이트 등의 복염을 사용한 경우, 황 성분은 황산마그네슘(MgSO4), 불소 성분은 불화마그네슘(MgF2), 염소 성분은 염화마그네슘(MgCl2)도 생성한다. 분체(S3)는 이들 반응물이 혼합된 것이다.
알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말 평균 입자 직경은 1 내지 100㎛가 바람직하고, 1 내지 50㎛가 보다 바람직하고, 1 내지 30㎛가 더욱 바람직하다. 평균 입자 직경이 1㎛ 이상이면, 분쇄 조작에 의해 분말을 저렴하게 제조할 수 있다. 또한, 평균 입자 직경이 100㎛ 이하이면, 냉각 후 배가스(G2) 중의 황 성분, 염소 성분 또는 불소 성분은 분말과 충분히 반응하여 제거된다.
여기서, 평균 입자 직경이란, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치(니키소사제의 마이크로트랙 FRA9220)에 의해 입경을 측정하고, 전체 체적을 100％로 하여 누적 곡선을 구했을 때, 그 누적 체적이 50％가 되는 점의 입경이다.
또한, 분체(S3)는 칼슘 성분과 마그네슘 성분을 포함하고, 평균 입자 직경이 30 내지 100㎛이면, 무알칼리 유리의 유리 원료로서 재이용하기에 적합하다.
냉각 후 배가스(G2)의 온도 T2는, 백 필터(30)의 입구에 있어서 180 내지 250℃가 바람직하다. 온도 T2가 180℃ 이상이면, 냉각 후 배가스(G2) 중의 황 성분, 염소 성분 또는 불소 성분은 분말과 충분히 반응하여 제거된다. 또한, 온도 T2가 250℃ 이하이면, 백 필터 본체(31) 내의 여과포가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
접촉 후 배가스(G3)에 포함되는 황 성분의 농도는, 이산화유황(SO2) 환산으로 100mg/Nm3 이하가 바람직하고, 50mg/Nm3 이하가 보다 바람직하다. 또한, 접촉 후 배가스(G3) 중의 불소 성분의 농도는, 30mg/Nm3 이하가 바람직하고, 10mg/Nm3 이하가 보다 바람직하고, 5mg/Nm3 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 접촉 후 배가스(G3) 중의 염소 성분의 농도는, 100mg/Nm3 이하가 바람직하고, 50mg/Nm3 이하가 보다 바람직하다.
황 성분의 농도는 적외선 흡수 방식 등에 의한 자동 분석 또는 화학 분석으로부터 구해진다. 황 성분의 농도는, 예를 들어 IC(이온 크로마토그래프)에 의해 구해진다. 불소 성분의 농도는 배가스를 정량 펌프로 채취하고, 흡수액에 흡수시켜, 용액 중의 불소 성분의 농도를 ICP로 측정하여, 배가스 1Nm3당 불소 성분량으로부터 구한다. 염소 성분의 농도는 불소 성분의 농도와 동일한 방법으로 구한다.
이어서, 도 1을 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탈초 장치(40)에 대하여 설명한다.
탈초 장치(40)는 촉매층과 가스 주입 노즐을 구비한다. 탈초 장치(40)는, 접촉 후 배가스(G3)가 촉매층을 통과하기 전에, 가스 주입 노즐을 사용하여 암모니아(NH3) 가스를 주입한다. 이에 의해, 접촉 후 배가스(G3)에 포함되는 질소산화물(NOX)이 제거된다. 탈초 장치(40)를 통과한 접촉 후 배가스(G4)는, 스크러버(50)에 유입된다.
촉매층은, 오산화바나듐(V2O5)을 활성 성분으로 하는 촉매를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 산화티타늄(TiO2)을 담체로 한 (TiO2-V2O5-WO3) 촉매를 사용한다.
암모니아 가스의 주입량은 5 내지 20Nm3/h가 바람직하다. 5Nm3/h 이상이면, 질소산화물(NOX)을 충분히 분해할 수 있다. 또한, 주입량이 20Nm3/h 이하이면, 접촉 후 배가스(G3) 중의 삼산화유황(SO3)과 암모니아(NH3)의 반응을 억제하여, 황산수소암모늄(NH4HSO4)의 생성을 저감시킬 수 있다. 황산수소암모늄은 촉매 세공을 폐색시키므로, 생성시키지 않는 것이 바람직하다. 그를 위해서는, 전술한 바와 같이, 접촉 후 배가스(G3) 중에 포함되는 황 성분의 농도도, 함께 조정할 필요가 있다. 따라서, 접촉 후 배가스(G3) 중의 황 성분의 농도는, 이산화유황(SO2) 환산으로 100mg/Nm3 이하가 바람직하다.
접촉 후 배가스(G3)의 온도 T3은, 탈초 장치(40)의 입구에 있어서 200 내지 300℃가 바람직하다. 온도 T3이 200℃ 이상이면, 접촉 후 배가스(G3) 중의 질소산화물(NOX)은 암모니아(NH3) 가스와 충분히 반응한다. 또한, 온도 T3이 300℃ 이하이면, 촉매 활성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 백 필터(30)와 탈초 장치(40) 사이의 유로에 온도 조정 수단(예를 들어 버너)을 설치하여 가열하고, 온도 T3을 조정하는 것이 바람직하다. 백 필터(30)의 출구에 있어서의 온도는, 200℃ 이하까지 내려가는 경우가 있기 때문이다. 버너의 연료에는, 예를 들어 천연 가스를 사용한다.
탈초 장치(40)를 통과한 접촉 후 배가스(G4)는, 질소산화물(NOX)의 농도가 800mg/Nm3 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 500mg/Nm3 이하이다. 질소산화물의 농도는 화학 발광 방식 등에 의한 자동 계측으로부터 구한다. 또한, 탈초 장치(40)는, 접촉 후 배가스(G3)의 질소산화물(NOX)의 농도가 800mg/ Nm3 이하이면 설치하지 않아도 된다. 이 경우, 접촉 후 배가스(G3)가 스크러버(50)에 유입하게 된다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스크러버의 개략도이다. 도 1, 3을 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스크러버(50)에 대하여 설명한다.
스크러버(50)는 프리스크러버(510)와, 프리스크러버(510)에 연결하여 설치된 스크러버 본체(520)와, 스크러버 본체(520)의 저부에 설치된 배액 탱크(530)를 구비한다.
스크러버(50)는 접촉 후 배가스(G4 및 G41)와, 냉각용 액체(L51 및 L52), 처리액(L22)을 반응시켜 청정 가스(G5) 및 배액(L55)을 얻는다. 냉각용 액체(L51 및 L52)는 물 또는 수산화나트륨 수용액이 사용된다.
또한, 스크러버(50)는, 배액(L55)의 pH 및 온도를 조정하여 처리액(L22)으로 하는 조정 수단(539)과, 배액 탱크(530)와 냉각탑(20)을 연결하는 복귀 배관(550)과, 배액 탱크(530)와 스크러버 본체(520)를 연결하는 복귀 배관(551)을 구비한다.
프리스크러버(510)는, 접촉 후 배가스(G4)가 상부로부터 유입되고, 하부로 배출되는 구조이며, 상부에 노즐(511)이 설치된다. 노즐(511)은 냉각용 액체(L51)를 접촉 후 배가스(G4)의 흐름 방향을 향해 분무한다. 냉각용 액체(L51)의 유량 조정에 의해, 접촉 후 배가스(G41)의 온도를 적절하게 조정할 수 있다. 접촉 후 배가스(G4)와 접촉한 후의 냉각용 액체(L51)는, 배액 탱크(530)에서 배액(L55)으로서 회수된다.
도 3에서는, 노즐(511)은 1개이지만, 복수 설치해도 된다. 또한, 노즐은 프리스크러버(510)의 하부에 설치되고, 접촉 후 배가스(G4)의 흐름에 역행하는 방향으로 냉각용 액체(L51)를 분무해도 된다.
또한, 도 3에는 나타나지 않았지만, 프리스크러버(510)는 추가로 노즐을 설치하여 처리액(L22)을 분무해도 된다.
또한, 프리스크러버(510)는, 저부에 배액 탱크가 설치되어도 된다. 이 경우, 해당 배액 탱크는 접촉 후 배가스(G4)와 접촉한 후의 냉각용 액체(L51)를 배액으로서 회수한다.
스크러버 본체(520)는 프리스크러버(510)로부터 배출된 접촉 후 배가스(G41)를 하부로부터 유입하고, 상부로 배출한다. 스크러버 본체(520)는 내부에 충전층(521)을 구비하고, 충전층(521)의 상방에 노즐(523, 525)을 구비한다. 노즐(523)은 충전층(521)과 노즐(525)의 사이에 설치된다.
노즐(523)은 복귀 배관(551)에 연결되고, 처리액(L22)을 접촉 후 배가스(G41)의 흐름에 역행하는 방향으로 분무한다. 노즐(525)은 냉각용 액체(L52)를 접촉 후 배가스(G41)의 흐름에 역행하는 방향으로 분무한다.
스크러버 본체(520)는 접촉 후 배가스(G41)에 냉각용 액체(L52), 처리액(L22)을 접촉시킴으로써, 접촉 후 배가스(G41) 중의 붕소 성분을 냉각용 액체(L52) 및 처리액(L22)에 용해시킨다. 이 때, 접촉 후 배가스(G41) 중의 붕소 성분 이외의 성분이, 냉각용 액체(L52) 및/또는 처리액(L22)에 용해되어도 된다. 예를 들어, 접촉 후 배가스(G41) 중의 황 성분 또는 염소 성분이 용해된다. 냉각용 액체(L52) 및 처리액(L22)의 유량 조정에 의해, 접촉 후 배가스(G41)의 온도를 적절하게 조정할 수 있다. 접촉 후 배가스(G41)와 접촉한 후의 냉각용 액체(L52)는, 배액 탱크(530)에서 배액(L55)으로서 회수된다.
충전층(521)은 스크러버 본체(520)의 상부와 하부에서 압력차를 발생시킨다. 이에 의해, 접촉 후 배가스(G41)가 스크러버 본체(520) 내에서 난류 상태로 되어, 접촉 후 배가스(G41)와 냉각용 액체(L52) 및 처리액(L22)이 충분히 접촉되고, 접촉 후 배가스(G41) 중의 성분의 냉각용 액체(L52) 및 처리액(L22)으로의 용해를 촉진시킬 수 있다. 스크러버(50)의 입구와 출구의 압력차는 50 내지 200mmH2O가 바람직하다.
충전층(521)은 충전물인 플라스틱제 공을 부유시키고, 공 표면의 수막에 의해 반응을 촉진시킨다. 충전층(521)의 충전물로서는, 표면적이 크거나, 수막이 형성하기 쉽거나, 가스류에 대하여 저항이 적거나, 월류나 편류가 적거나, 또는 가벼우며 튼튼한 것이 바람직하다. 충전층(521)의 충전물의 재질은 폴리프로필렌이 바람직하다. 폴리프로필렌은 경량이며 저렴한 점에서 우수하다. 또한, 충전물을 구성하는 입자의 직경은, 40 내지 100mm가 바람직하다.
또한, 프리스크러버(510), 스크러버 본체(520) 내는, 내부식성이 우수한 섬유 강화 플라스틱(FRP)을 사용하는 것이 바람직하다.
냉각탑(20)에서 사용되는 냉각 용수 용액(L21)이 수산화마그네슘 수용액인 경우, 냉각용 액체(L51, L52)는 물 또는 수산화마그네슘 수용액이 사용된다. 이 경우, 후술하는 pH 조정용 수용액(L54)은 수산화마그네슘 수용액이 사용된다.
여기서, 냉각용 액체(L51 및/또는 L52)에 중화제로서 Ca 성분이 포함되어 있으면, 배액 탱크(530) 내에 황산칼슘(CaSO4)이나 붕산칼슘(CaB4O7) 등의 침전물이 생성된다. 이러한 침전물은 복귀 배관(550 및 551)을 폐색시킬 가능성이 있다. 그 때문에, 냉각용 액체(L51, L52)에는, 중화제로서 Ca 성분이 포함되지 않는 것이 바람직하다.
배액 탱크(530)는 배액(L55)을 수용한다. 배액(L55)에는, 접촉 후 배가스(G4 및 G41) 중의 붕소 성분이 용해되어 있다. 배액 탱크(530) 내에는, 내부식성이 우수한 섬유 강화 플라스틱(FRP)을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 배액 탱크(530)는 pH 측정계(533), 온도계, 냉각 노즐 및 히터를 구비한다. 냉각 노즐은 배액 탱크(530) 내에 냉각수(L53)를 주입한다.
조정 수단(539)은 주입 탱크(540)와, 순환 펌프(541)와, 주입 노즐을 구비한다. 주입 탱크(540)는 pH 조정용 수용액(L54)을 저류한다. 주입 노즐은, 배액 탱크(530) 내에 주입 탱크(540)로부터 순환 펌프(541)를 통해 pH 조정용 수용액(L54)을 주입한다. pH 조정용 수용액(L54)은 수산화나트륨 수용액이 사용된다.
pH 조정용 수용액(L54)의 농도 C54는 20％ 이상이 바람직하고, 30％ 이상이 보다 바람직하다. 농도 C54가 20％ 이상이면, 배액(L55)의 pH를 조절하는데 적합하다.
또한, 조정 수단(539)은 배액(L55)을 pH 5 내지 9, 온도 40℃ 이상으로 조정한다. 이에 의해, 붕소 성분과, 나트륨 성분 또는 마그네슘 성분을 포함하는 처리액(L22)이 제작된다. 처리액(L22)이 제작되는 과정에서, 배액(L55) 중의 붕소 성분은 수산화나트륨 또는 수산화마그네슘과 반응하여, 4붕산나트륨(Na2B4O7) 또는 붕산마그네슘(MgB2O4)이 생성된다. 또한, 처리액(L22)은 미반응된 붕소 성분, 수산화나트륨 또는 수산화마그네슘을 포함하는 경우가 있다. 또한, 처리액(L22)은 염소, 불소, 칼슘 등을 미량으로 포함하는 경우가 있다.
복귀 배관(550)은, 순환 펌프(531)를 통해, 배액 탱크(530)로부터 냉각탑(20)의 스프레이 노즐(26)에 처리액(L22)을 송출한다.
복귀 배관(551)은, 순환 펌프(531)를 통해, 배액 탱크(530)로부터 스크러버 본체(520)의 노즐(523)에 처리액(L22)을 송출한다.
복귀 배관(550 및 551)에는, 처리액(L22)의 온도를 조정하기 위한 히터가 설치되는 것이 바람직하다.
수산화나트륨 또는 수산화마그네슘의 배액 탱크(530)로의 주입량은, 배액(L55) 중의 붕소 성분, 황 성분 또는 염소 성분을 나트륨염 또는 마그네슘염으로 전화시키는데 충분한 양인 것이 바람직하다. 그러나, 수산화나트륨의 공급량이 너무 많으면, 4붕산나트륨 또는 붕산마그네슘이 포화 석출된다. 4붕산나트륨 또는 붕산마그네슘이 석출되면, 복귀 배관(550 및 551)이 폐색될 우려가 있어, 냉각탑(20)의 스프레이 노즐(26) 또는 스크러버 본체(520)의 노즐(523)에 처리액(L22)을 송출하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
그래서, pH 측정계(533)로 배액 탱크(530) 내의 처리액(L22)의 pH를 측정하고, pH를 5 내지 9의 범위 내로 유지한다. 이 때, pH 및 온도의 조정은 냉각수(L53), pH 조정용 수용액(L54)의 공급량을 조정하여 행한다.
처리액(L22)의 pH는 바람직하게는 6 내지 8, 보다 바람직하게는 6.5 내지 7.5이다. 처리액(L22)의 pH가 5 이상이면, 처리액(L22) 중의 붕소 성분 등을 양호하게 나트륨염 또는 마그네슘염으로 전화(轉化)시킬 수 있고, 처리액(L22) 중에 남은 미반응된 붕소 성분 등을 적게 할 수 있다. 또한, 처리액(L22)의 pH가 9 이하이면, 처리액(L22) 중에 4붕산나트륨 또는 붕산마그네슘이 석출되는 것을 방지할 수 있다.
처리액(L22)의 온도 T22는 40℃ 이상으로 유지되도록 조정된다. 온도 T22는 50℃ 이상이 바람직하고, 60℃ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 온도 T22는 90℃ 이하가 바람직하고, 80℃ 이하가 보다 바람직하다. 온도 T22를 40℃ 이상으로 함으로써, 처리액(L22) 중에 4붕산나트륨 또는 4붕산마그네슘이 석출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 온도가 90℃ 이하이면, 배액 탱크(530) 내의 열에 의한 손상을 방지할 수 있다.
본 실시 형태의 배액 탱크(530)는 스크러버 본체(520)의 저부에 설치되지만, 배관을 통해 스크러버 본체(520)와는 다른 장소에 설치되어도 된다. 이 형태는, 프리스크러버(510)의 저부에서 배액을 회수하는 경우, 프리스크러버(510)와 스크러버 본체(520)의 배액을 1개소에 집약하여 처리할 수 있는 점에서 우수하다.
접촉 후 배가스(G4)의 온도 T4는, 스크러버(50)의 입구에 있어서 200 내지 300℃가 바람직하다. 온도 T4가 200℃ 이상이면, 접촉 후 배가스(G4 및 G41) 중의 붕소 성분을 충분히 제거할 수 있다. 또한, 온도 T4가 300℃ 이하이면, 충전층(521)의 열에 의한 손상을 방지할 수 있다.
접촉 후 배가스(G41)의 온도는 60 내지 90℃가 바람직하고, 70 내지 80℃가 보다 바람직하다. 접촉 후 배가스(G41)의 온도가 60℃ 이상이면, 냉각용 액체(L51 및 L52)의 사용량을 삭감시킬 수 있다. 또한, 접촉 후 배가스(G41)의 온도가 90℃ 이하이면, 접촉 후 배가스(G41) 중의 붕소 성분을 냉각용 액체(L52) 및 처리액(L22)에 용해시켜 분리할 수 있다.
청정 가스(G5) 중의 붕소 성분의 농도는, 산화 붕소(B2O3) 환산으로 20mg/Nm3 이하가 바람직하고, 10mg/Nm3 이하가 보다 바람직하다.
이어서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 메인팬(60), 굴뚝(70)에 대하여 설명한다.
청정 가스(G5)는 배가스의 유량을 조정하는 메인팬(60)에 의해 흡인되고, 메인팬(60)을 통과한 청정 가스(G6)는 굴뚝(70)을 통해 청정 가스(G7)로서 대기로 방출된다.
청정 가스(G5)의 온도는, 스크러버(50)을 통과한 직후에 있어서, 예를 들어 60 내지 90℃이다. 이대로 온도 조정을 하지 않고, 청정 가스(G5)를 메인팬(60)으로 흡인해도 되지만, 온도가 낮으면 굴뚝(70)에서의 굴뚝 효과가 작아진다. 그 때문에, 스크러버(50)와 메인팬(60) 사이의 유로에 버너를 설치하여 가열하는 것이 바람직하고, 메인팬(60)에 유입되기 전의 청정 가스(G5)의 온도 T5는 100 내지 130℃가 바람직하다.
본 실시 형태의 배가스 처리 장치(1)에 의하면, 청정 가스(G7)는, 황 성분의 농도가 이산화유황(SO2) 환산으로 100mg/Nm3 이하, 질소산화물(NOX)의 농도가 800mg/Nm3 이하, 불소 성분의 농도가 30mg/Nm3 이하, 염소 성분의 농도가 100mg/Nm3 이하, 붕소 성분의 농도가 산화 붕소(B2O3) 환산으로 20mg/Nm3 이하를 달성할 수 있다. 배가스 처리 장치(1)는 청정 가스(G7)의 유량이 5,000 내지 40,000Nm3/h인 배가스 처리에 적합하다.
[배가스 처리 방법]
도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 배가스 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4를 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 배가스 처리 방법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 배가스 처리 방법은, 유리 원료를 용해시키는 유리 용해 공정(ST1)과, 유리 용해 공정(ST1)에서 발생한 배가스에 냉각 용수 용액을 접촉시켜 냉각 후 배가스를 얻는 냉각 공정(ST2)과, 냉각 후 배가스에 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말을 접촉시켜 접촉 후 배가스를 얻으면서, 냉각 후 배가스와 분말의 반응물을 분체로서 회수하는 분체 회수 공정(ST3)을 구비한다. 또한, 배가스 처리 방법은, 접촉 후 배가스에 포함되는 질소산화물을 제거하는 탈초 공정(ST4)과, 접촉 후 배가스에 냉각용 액체를 접촉시켜 청정 가스를 얻으면서, 접촉 후 배가스와 냉각용 액체의 반응액을 배액으로서 회수하는 배액 처리 공정(ST5)을 구비한다.
배액 처리 공정(ST5)은, 배액을 pH 5 내지 9, 온도 40℃ 이상으로 조정함으로써 처리액을 제작하여, 냉각 공정에 처리액을 복귀시킨다. 냉각 공정(ST2)은 배가스에 처리액을 접촉시킨다.
냉각 공정(ST2)에 있어서, 냉각 용수 용액은 수산화나트륨 수용액 또는 수산화마그네슘 수용액인 것이 바람직하다. 또한, 냉각 공정(ST2)은, 배가스와 냉각 용수 용액의 반응에 의해 반응물이 생성되고, 반응물을 고형물로서 회수하는 것이 바람직하다.
분체 회수 공정(ST3)에 있어서, 알칼리 금속염은 탄산수소나트륨 또는 탄산나트륨인 것이 바람직하다. 또한, 알칼리 토금속염은 수산화칼슘, 탄산칼슘 또는 탄산칼슘과 탄산마그네슘의 복염인 것이 바람직하다.
탈초 공정(ST4)은, 접촉 후 배가스가 촉매층을 통과하기 전에, 암모니아 가스를 주입하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 배가스 처리 방법 및 배가스 처리 장치(1)에 의하면, 복잡한 습식 설비를 사용하지 않고, 배가스 중의 황 성분, 붕소 성분 등을 충분히 제거할 수 있다. 그 때문에, 습식 설비(스크러버(50))의 투자 비용을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 배가스 처리 장치(1)에 의하면, 스크러버(50)에서 얻어진 처리액(L22)을 냉각탑(20)에서 재이용하므로, 냉각탑(20)의 냉각 용수 용액(L21)의 사용량을 삭감하여, 운전 비용을 억제할 수 있다.
[유리 물품의 제조 장치 및 제조 방법]
이어서, 본 실시 형태의 배가스 처리 장치를 사용한 유리 물품의 제조 장치 및 제조 방법에 대하여 설명한다.
유리 원료를 유리 용해로 내에 공급하고, 버너의 화염을 유리 원료를 향해 방사함으로써, 유리 원료를 가열하여 용해시킨다. 버너의 화염에 의해 가열함과 동시에, 복수의 통전 전극에 전압을 인가함으로써 통전하여, 유리 원료를 가열해도 된다.
유리 원료를 용해시켜 얻어진 용융 유리는, 유리 용해로보다 하류측에 설치된 성형로에서 성형된다. 성형된 유리는 성형로보다 하류측에 설치된 서냉로에서 서냉되어, 유리 물품이 된다.
유리 물품으로서 유리판을 얻기 위해서는, 예를 들어 플로트법이 사용된다. 플로트법은, 플로트 배스 내에 수용되는 용융 금속(예를 들어, 용융 주석) 상에 도입된 용융 유리를 띠판상의 유리 리본으로 하는 방법이다. 유리 리본은 용융 금속으로부터 인상되고, 서냉로 내에서 반송되면서 서냉되어 판유리가 된다. 판유리는 서냉로로부터 반출된 후, 절단기에 의해 소정의 치수 형상으로 절단되어 제품인 유리판이 된다.
또한, 유리판을 얻기 위한 다른 성형 방법으로서, 퓨전법을 사용해도 된다. 퓨전법은, 홈통상 부재의 좌우 양측의 상부 테두리로부터 넘쳐나온 용융 유리를, 홈통상 부재의 좌우 양측면을 따라 유하시켜, 좌우 양측면이 교차하는 하부 테두리에서 합침으로써, 띠판상의 유리 리본으로 하는 방법이다. 용융 유리 리본은 연직 방향 하방으로 이동하면서 서냉되어 판유리가 된다. 판유리는 절단기에 의해 소정의 치수 형상으로 절단되어, 제품인 유리판이 된다.
본 실시 형태의 유리 물품의 제조 방법은, 유리 원료의 조성에는 특별히 제약은 없지만, 붕소를 함유하는 붕규산 유리의 제조 방법에 사용하는 것이 적합하다. 또한, 본 실시 형태의 유리 물품의 제조 방법은, 청징제로서 불소 성분, 염소 성분을 포함하는 유리 원료의 조성, 특히 무알칼리 조성의 알루미노붕규산 유리의 제조에 적합하다. 무알칼리 조성의 알루미노붕규산 유리는 액정 디스플레이(LCD)나 유기 발광 다이오드(OLED) 용도에 적합하다.
본 실시 형태의 유리 물품은 무알칼리 유리 조성이며, 변형점 및 용해성을 높이는 관점에서 바람직한 예로서, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2: 58 내지 66％, Al2O3: 15 내지 22％, B2O3: 5 내지 12％, MgO: 0.5 내지 8％, CaO: 0.5 내지 9％, SrO: 3 내지 12.5％, BaO: 0 내지 2％, Cl: 0.01 내지 0.35％, F: 0.01 내지 0.15％ 및 SO3: 0.0001 내지 0.0025％를 포함하고, MgO+CaO+SrO+BaO: 9 내지 18％, MgO/(MgO+CaO): 0.35 내지 0.55이다.
특히 용해성을 높이는 관점에서 바람직한 예로서, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2: 50 내지 61.5％, Al2O3: 10.5 내지 18％, B2O3: 7 내지 10％, MgO: 2 내지 5％, CaO: 0.5 내지 14.5％, SrO: 0 내지 24％, BaO: 0 내지 13.5％, Cl: 0.01 내지 0.35％, F: 0.01 내지 0.15％ 및 SO3: 0.0001 내지 0.0025％를 포함하고, MgO+CaO+SrO+BaO: 16 내지 29.5％, MgO/(MgO+CaO): 0.3 내지 0.5이다.
특히 변형점을 높이는 관점에서 바람직한 예로서, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2: 54 내지 73％, Al2O3: 10.5 내지 22.5％, B2O3: 0.1 내지 12％, 바람직하게는 0.3 내지 12％, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5.5％, MgO: 0.5 내지 10％, CaO: 0.5 내지 9％, SrO: 0 내지 16％, BaO: 0 내지 2.5％, Cl: 0.01 내지 0.35％, F: 0.01 내지 0.15％ 및 SO3: 0.0001 내지 0.0025％를 포함하고, MgO+CaO+SrO+BaO: 8 내지 26％, MgO/(MgO+CaO): 0.3 내지 0.8이다.
본 발명을 상세하며 또한 특정한 실시 양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 각종 변경이나 수정을 부가할 수 있음은 당업자에 있어서 명확하다.
본 출원은 2017년 4월 24일 출원의 일본 특허 출원 제2017-085491호에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.
1 배가스 처리 장치
10 유리 용해로
20 냉각탑
21 입구부
23 직경 확대부
25 냉각탑 본체
26 스프레이 노즐
27 고형물 회수 수단
30 백 필터
31 백 필터 본체
35 분말 공급 장치
36 분말 공급 장치 본체
37 분체 회수 수단
40 탈초 장치
50 스크러버
510 프리스크러버
511 노즐
520 스크러버 본체
523, 525 노즐
530 배액 탱크
531 순환 펌프
533 pH 측정계
539 조정 수단
540 주입 탱크
541 순환 펌프
550, 551 복귀 배관
60 메인팬
70 굴뚝
L21 냉각 용수 용액
L22 처리액
L51, L52 냉각용 액체
L53 냉각수
L54 pH 조정용 수용액
L55 배액
G1 배가스
G2 냉각 후 배가스
G3, G4, G41 접촉 후 배가스
G5 내지 G7 청정 가스
S2 고형물
S3 분체
ST1 유리 용해 공정
ST2 냉각 공정
ST3 분체 회수 공정
ST4 탈초 공정
ST5 배액 처리 공정

Claims (11)

  1. 유리 원료를 용해시키는 유리 용해 공정과,
    상기 유리 용해 공정에서 발생한 배가스에 냉각 용수 용액을 접촉시켜 냉각 후 배가스를 얻는 냉각 공정과,
    상기 냉각 후 배가스에 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말을 접촉시켜 접촉 후 배가스를 얻으면서, 상기 냉각 후 배가스와 상기 분말의 반응물을 분체로서 회수하는 분체 회수 공정과,
    상기 접촉 후 배가스에 냉각용 액체를 접촉시켜 청정 가스를 얻으면서, 상기 접촉 후 배가스와 상기 냉각용 액체의 반응액을 배액으로서 회수하는 배액 처리 공정을 구비하고,
    상기 배액 처리 공정은, 상기 배액을 pH 5 내지 9, 온도 40℃ 이상으로 조정함으로써 처리액을 제작하고, 상기 냉각 공정에 상기 처리액을 복귀시키고,
    상기 냉각 공정은 상기 배가스에 상기 처리액을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각 용수 용액은 수산화나트륨 수용액 또는 수산화마그네슘 수용액인, 배가스 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 알칼리 금속염은 탄산수소나트륨 또는 탄산나트륨인, 배가스 처리 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 알칼리 토금속염은 수산화칼슘, 탄산칼슘 또는 탄산칼슘과 탄산마그네슘의 복염인, 배가스 처리 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각 공정은 상기 배가스와 상기 냉각 용수 용액의 반응에 의해 반응물이 생성되고, 상기 반응물을 고형물로서 회수하는, 배가스 처리 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분체 회수 공정과 상기 배액 처리 공정의 사이에, 상기 접촉 후 배가스에 포함되는 질소산화물을 제거하는 탈초 공정을 갖고,
    상기 탈초 공정은, 상기 접촉 후 배가스가 촉매층을 통과하기 전에, 암모니아 가스를 주입하는, 배가스 처리 방법.
  7. 배가스를 발생하는 유리 용해로와, 냉각탑과, 백 필터와, 스크러버를 구비하는 배가스 처리 장치이며,
    상기 냉각탑은 상기 배가스에 냉각 용수 용액을 분무하여 냉각 후 배가스를 얻는 노즐을 구비하고,
    상기 백 필터는 여과포와 분체 회수 수단을 구비하고,
    상기 여과포는 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염의 분말을 담지하고, 상기 냉각 후 배가스를 상기 분말에 접촉시켜 접촉 후 배가스로 하고,
    상기 분체 회수 수단은 상기 냉각 후 배가스와 상기 분말의 반응물을 분체로서 회수하고,
    상기 스크러버는, 상기 접촉 후 배가스에 냉각용 액체를 분무하여 청정 가스 및 배액을 얻는 노즐과, 상기 배액의 pH 및 온도를 조정하여 처리액으로 하는 조정 수단과, 상기 냉각탑으로 상기 처리액을 송출하기 위한 복귀 배관을 구비하고,
    상기 냉각탑은 상기 배가스에 상기 처리액을 분무하는 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스크러버는 프리스크러버와, 상기 프리스크러버에 연결하여 설치된 스크러버 본체를 구비하고,
    상기 스크러버 본체는 내부에 충전층을 구비하는, 배가스 처리 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 기재된 배가스 처리 장치와, 상기 유리 용해로보다 하류측에 설치되어, 상기 용융 유리를 성형하는 성형로와, 상기 성형로보다 하류에 설치되어, 성형된 유리를 서냉하는 서냉로를 구비하는, 유리 물품의 제조 장치.
  10. 제9항에 기재된 유리 물품의 제조 장치를 사용한, 유리 물품의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 유리 물품은 붕규산 유리인, 유리 물품의 제조 방법.
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