TWI415667B - 用於將玻璃熔融程序的廢氣淨化的方法，特別是用於液晶顯示器螢幕的玻璃者 - Google Patents

用於將玻璃熔融程序的廢氣淨化的方法，特別是用於液晶顯示器螢幕的玻璃者 Download PDF

Info

Publication number
TWI415667B
TWI415667B TW95104699A TW95104699A TWI415667B TW I415667 B TWI415667 B TW I415667B TW 95104699 A TW95104699 A TW 95104699A TW 95104699 A TW95104699 A TW 95104699A TW I415667 B TWI415667 B TW I415667B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
exhaust gas
glass
adsorbent
absorbent
bed
Prior art date
Application number
TW95104699A
Other languages
English (en)
Inventor
Horst Grochowski
Original Assignee
Horst Grochowski
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Horst Grochowski filed Critical Horst Grochowski
Priority to TW95104699A priority Critical patent/TWI415667B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI415667B publication Critical patent/TWI415667B/zh

Links

Description

用於將玻璃熔融程序的廢氣淨化的方法，特別是用於液晶顯示器螢幕的玻璃者
本發明關於申請專利範圍第1項的引文的一種用於將玻璃熔融槽的廢氣淨化的方法。
在玻璃熔融時發生的熱廢氣含有相當多的氮氧化物(NOx )伴隨CO2 、O2 、H2 O及N2 發生。氮氧化物為對環境有毒害者，須從廢氣分離。因此NOx 的淨化作業成本不貲，因為廢氣中還含有其他有害物質成分，它們係所謂的「催化劑毒」，會妨礙NOx 淨化，因此在NOx 淨化作業開始前必須大量從廢氣除去。
在玻璃熔融槽(Glasschmelzwanne，英：glass melting trough)的廢氣中會發生的典型有害物質成分有SO2 、HCl、重金屬，特別是Hg、戴奧辛、呋喃與可冷凝的殘餘物及灰塵。對於在玻璃熔融池的廢氣淨化作業特別有問題者為在許多情形中在廢氣中所含的硼及/或砷的化合物，還有鈣、鍶、鋇的化合物及來自其他用於製玻璃之含SiO2 的原料中的添加物的成分。對應的有害物質在各種大不相同的玻璃種類(特別是用於LCD螢幕者)發生。因此在許多情形中將含砷的化合物加入玻璃熔融物中，以使熔融物呈儘量稀的液狀且無氣泡。加入許多玻璃中的硼硝酸塩(硝酸硼)(Bornitrat)在廢氣中產生高量的NOx 成分。其他添加物(它們呈添加物或其他形式從玻璃熔融物蒸發)一般同樣為有害物質，它們須從程序廢氣(燃燒產生的廢氣及從玻璃熔融物發生的廢氣)除去。
在過去，要將玻璃波廢氣淨化，係將約1650℃的廢氣特別是利用稀釋空氣及/或淬火(驟冷)遽冷卻到一溫度，此溫度適合使用一軟管過濾器)。在廢氣中所含的硼與砷的化合物在65℃~100℃之間的溫度時直接由氣相變成固相。當廢氣冷卻時，上述有害物質成分並不達成完全昇華。利用一種有過濾器可達成的淨化程序依粒子大小而定。這點又與溫度、氣體壓力、及氣體在蒸發冷卻器中駐留的時間(淬火)有關。因此須選用儘量低的溫度與較長的駐留時間，俾達到足夠的粒子大小，因此該粒子也可用一布過濾器分離。雖然硼與砷的化合物在適合軟管過濾器的溫度時已在蒸發冷卻器中昇華，但在此形成的結晶很小。此外，要形成結晶－－如上述，在昇華溫度範圍中要有若干的駐留時間。因此大多數硼與砷的化合物不能在軟管過濾器中充分地分離，因而隨後須作濕洗作業，以得到某種預淨化程度，使隨後能作NOx 淨化作業，而不會使催化劑受太大損壞。由於濕洗，造成進一步的環境問題，因為洗液本身在使用或當作廢水從程序排出之前，洗液中所含的有害物質成分須再分離，因此係將氣體淨化的問題轉移成廢水淨化的問題。
要將NOx 減少，有許多種習知之產業上可用的方法，例如SCR、SNCR及用氧化劑清洗。如果不考慮用氧化劑清洗，則所有迄今產業所用的方法都在一最起碼的廢氣濕度以上操作。此溫度至少在160℃(低溫催化劑)，且一般在300℃以上，對於使用催化劑的廣泛使用的技術，上述之有害物質成分至少部分地構成會毒害催化劑的毒物。
本發明係針對於此，其目的在將上述那種玻璃熔融池的廢氣的淨化方法簡化，俾能用比上述者較少的程序步驟達成高的NOx 分離程度。達成此目的之道，係利用具有申請專利範圍第1項的特徵的方法。
因此本發明係基於一基本構想，將玻璃熔融時發生的廢氣－－如有必要，在一道預淨化階段之後－－在單一徘徊(移動)床(Wanderbett，英：moving bed)中在至少一種有催化作用的吸附劑及/或吸收劑上分二階段淨化，換言之，在第一淨化階段中在流動區域以及接到其後的漸移床材料層中，該對催化劑有毒害的有害物質成分－－特別是硼及/或砷的化合物用吸收方式結合，並使粒子狀成分附著，而在第二淨化階段中沿氣流方向之後面的漸移床層中進一步除氮。因此在漸移床中的吸附材料或吸收材料作一道雙階段的程序，其中將新鮮供應的材料(且宜在加氨的情形下)將NOx 催化轉變成無害的N2 及水蒸氣，而在進一步的駐留時間中，在接近漸移床的流動區域的情形下，將剩餘的有害物質成分開吸附、吸收或附著方式結合，然後從漸移床甩出。在此，在本發明的定義，「吸附」(Adsorption)係指一種過程，其中來自廢氣的一種或數種成分直接被吸附。在本發明的定義，吸收(Absorption)係指在該過程中廢氣中所要淨化的物質首先起化學作用然後才被吸附。
依本發明的方法〔以下稱碳選擇性催化還原(CSCR)〕可確保在特別考慮到氣態及灰塵狀的固體粒子的情形有高度的NOx 分離度。此方法宜在90℃~160℃的溫度操作，尤宜在90℃~110℃之間。
所用之具催化作用的吸附劑及/或吸收劑有活性炭，但也可為含碳之吸附劑及/或吸收劑與反應的混合物，特別是用於酸性有害物質成分的反應劑，例如灰石。較宜使用者為一種特別的活性碳或顆粒，它由無機成分或由無機成分加有機成分的混合物構成。
對催化劑有毒害的氣態有害物質成分(它們在沿氣體流動方向看的第一淨化階段中，在漸移床反應器中在流動區域以及在直接相鄰的層中從廢氣分離出)除了玻璃熔融過程中特別典型的成分(來自添加物基本材料者)如硼及/或砷化合物外，還有SO2 、HCl、可冷凝的殘餘物、重金屬、及灰塵，以及結晶，它們在氣體昇華時呈很小的粒子尺寸發生，且特別嚴重。
利用本發明可達成以下的優點：經濟方面：－－氣體淨化作業可一直無中斷地操作直到由上向下進行到玻璃熔融物為止。當使用傳統SCR催化劑時不能達到充分的使用壽命。因為一池玻璃熔融物一直到砌牆(Ausmauerung)更新為止前，並不能停工下來，或不停工下來而再運轉，因此須找一種催化劑，其起碼使用壽命相當於這一池玻璃熔融物的運轉時間，或者須建構二個除氮氧化物的設備，才能切換而不中斷。此進行方式令使製玻璃程序成本大大增加。
－－由於本發明可省卻濕洗階段，因此不但投資成本與操作成本下降，而且用於再加熱的能量成本也可省掉一大部分，來自應洗作業的廢水之所需的淨化乃是另一可觀的成本因素。最後，降低廢氣中的水蒸氣含量對除NOx 的程序有正面效果，且便所需之吸附劑/吸收劑量減少。
生態方面：－－由於省卻濕洗步驟，因此淨化氣體用過的廢水中殘留之剩餘濃度造成之環境污染的問題也消失了。
上述以及申請保護的以及實施例中所述之本發明所要用的構件，其大小尺寸、造形設計、材料選擇、及技術構想並無特別例外條件，因此在應用領域中習知的選擇標準都可無限制地利用。
本發明的標的之其他細節、特點與優點見於申請專利範圍附屬項及以下圖式及表的說明，其中顯示玻璃池廢氣的一廢氣淨化設備的實施例。
一個或數個玻璃熔融爐(1)用習知方式用來自氣態及/或液態燃料燃燒的「熱燃燒廢氣」加熱，其中在該玻璃熔融池一端供應的原料(含SiO2 及添加物)被熔融，而在池另一端抽離。在此發生的廢氣一方面由燃燒廢氣，另方面由玻璃熔融物跑出的氣體組成。這些氣體(整體共同稱為「玻璃熔融程序的廢氣」)在一位置(2)藉供應涼空氣從最先約1650℃冷卻到約500℃在一淬火裝置(3)中，將冷卻的氣體用水噴，再進一步冷卻。在一隨後的位置(4)進一步冷卻到約65℃，其中所調整的溫度選設成不但在一布過濾器(5)作氣體預淨化，而且在布過濾器前已發生昇華程序，且昇華物的結晶有某種程度可被插集在該布過濾器中。固然我們希望更進一步降低溫度，以達到儘量高的升華率，但這點會廢氣的露點係背向而馳。用此方式，在玻璃熔融程序的廢氣中發生的砷及/或硼的化合物(它們對催化劑有毒害)至少可部分地捕集。但由於這種昇華物的結晶尺寸小，且需要一起碼的駐留時間以到達昇華溫度，該布過濾器(5)會讓一部分的砷及/或硼的化學物(氣態或固態)通過。它們可在一道隨後的濕洗階段(7)〔它的上游可接一鼓風機(6)〕與其他水溶性塩一齊部分地除去。此外，在濕洗階段中也可將其他催化劑的毒害物如HCl及SO2 至少部分地除去。這點如有必要可置入還原劑如NaOH，在此發生的洗用水須作後處理。此外，該約以45℃出來的廢氣須再加熱。
事實顯示，即使該除NOx 設備的操作沒有上游的廢氣洗器，也可在一樣高的NOx 分離程度成功地操作。但在此情形，大多須將從反應器抽離的顆粒量(即顆粒通過量)提高。但廢氣往往還含有痕跡量的氣態及可昇華的有害物質成分。廢氣經一熱交換器從45℃變成約100℃的反應溫度，如此所預淨化過的廢氣進入之前，將NH3 混入。在各種情形，將布過濾器(5)中預淨化過的廢氣送到一習用的漸移床反應器設備(8)，如WO 88/08746所述，且該設備宜設計成〔逆向流漸移床反應器設備〕形式。在此設備，所要淨化的廢氣由下經一流動底(它宜為如WO 88/08746所述者)送到一個有適當層厚度的吸附劑層(它係由上往下徘徊者)。在吸附劑層上端，該流出的氣體從漸移床反應設備導離，舉例而言送往一烟囱(9)。新穎的或再生過的吸附劑(宜為活性炭，它也可混以灰石或類似物)由上呈節奏式地送到該吸附劑層，而消耗過的吸附劑在流動底節奏式地抽離。如果所帶入的灰塵狀及氣態的有害物質成分隨該顆粒帶出，則可達到最佳之帶出之顆粒量。
在流動區域，及在該漸移床的下層(它在上方接到該流動區域)中有第一分離階段(8A)。該廢氣〔它在100℃量級的溫度(可高於或低於100℃)〕進入第一分離階段的廢氣在吸附劑及/或吸收劑上作第一道淨化。至少在熔融玻璃原料組成中的對催化劑有毒害的化合物(如硼及/或砷的化合物)以吸附及/或吸收方式結合。此外，存在的灰塵及其他粒子成分－－特別是還有昇華結晶－－附著在第一分離階段(8A)的吸收及/或吸附劑上。如果在此位置該廢氣還含有SO2 、HCl、重金屬及/或可冷凝的殘留物，則它們在此第一分離階段(8A)同樣地－－至少大致上－－分離。
向上順序在後方的吸附劑及/吸收劑的層構成第二分離階段(8B)，且大致不含有害催化劑的成分，因此在廢氣中的NOx ，可加入例如NH3 或尿素而催化轉變成N2 及H2 O。同時，其他氣態的有害物質，如戴奧辛及呋喃(如果存在的話)則被吸附結合。用此方式，出乎意料地，可在同一漸移床反應器中在至少二個階段中該NOx 分離到超過90%。在第一分離階段中分離的催化劑毒害物係節奏性地隨消耗的吸附劑及/或吸收劑甩出，因此在較上方的吸附劑及/或吸收劑不會受損壞。如果濕洗階段(7)省卻(基本上這是可能的)，則如所希望者，可造成全乾燥的氣體淨化作業。
當加入如NH3 、尿素或其他物質時，使用一預混合物(10)顯得特別有利。在此預混合器中，將氨水隨空氣經一個雙物料噴嘴氣化成一股200℃~260℃的熱空氣流。在一後混合器(11)中將此冷卻到約100℃~120℃的混合物在進入到漸移床反應器設備(8)之前混到該預淨化的氣體流中。
〔實施例〕
在一玻璃熔融物中，將含矽的原料(它與特別的伴隨材料或添加材料如硼及砷的化合物作用)在約1650℃的溫度熔融。
熔融作業利用惰性氣體當作燃料以及用純氧(以代替空氣)達成。該助熔劑部分地指硝酸塩(Zuschlagstoff，英：fluxing)/亞硝酸塩化合物，該廢氣含有高濃度之氣態有害物質成分如NOx 及氣態硼與砷的化合物。因此該廢氣在經由烟囱排放到大氣中前，須將有害物質濃度降到法律規定的值。
所要淨化的廢氣通過一個二階段式的除NOx 的反應器，其中該反應器就顆粒方面呈漸移床反應器方式操作。當從下往上流過顆粒床時，該氣態有害物質成分被顆粒吸附，且儲存在顆粒的孔隙系統中。此顆粒漸移床同時為對於灰塵狀細粒子有高效率的固體床過濾器。
利用顆粒的催化作用以將NOx 分離。將NH3 、尿素或其他可將NOx 還原的成分混到廢氣，以使NOx 還原。此時廢氣淨化作業主要分二階段達成，其中廢氣在第一階段後已預淨化到使顆粒對NOx 分離的儶化性質不會或大致不會受損壞。
在流動區域的顆粒受到上述的有害物質成分載入的作用使催化性質受負面影響。
將載有該害物質(且因此催化性受損)的顆粒依標的移出，可使得受污染的層高度比起顆粒床的總層高度來經常保持很小。當顆粒床降低時，則由儲倉藉重力流來新鮮的顆粒補充，因此顆粒床的總層高度經常保持恆定。
「第二階段」指廢氣的NOx 的淨化作業，其中NOx與NH3 作用成N2 與H2 O。
在操作條件(廢氣溫度100℃，NOx起始濃度450 ppm，且至少有一些上述的可昇華有害物質成分存在)時，分離率可達90%到超過95%。
(1)．．．玻璃熔融爐
(2)．．．位置
(3)．．．淬火裝置
(4)．．．位置
(5)．．．布過濾器
(6)．．．鼓風機
(7)．．．濕洗階段
(8)．．．漸移床反應器
(8A)．．．第一分離階段
(8B)．．．第二分離階段
(9)．．．烟囱
(10)．．．預混合物
(11)．．．後混合器
圖1顯示一本發明用於玻璃熔融程序的廢氣之淨化方法的流程設備圖。
(1)．．．玻璃熔融爐
(2)．．．位置
(3)．．．淬火裝置
(4)．．．位置
(5)．．．布過濾器
(6)．．．鼓風機
(7)．．．濕洗階段
(8)．．．漸移床反應器
(9)．．．烟囱
(10)．．．預混合物

Claims (18)

  1. 一種將玻璃熔融程序的廢氣淨化的方法，其中將含SO2 及含添加物(如硼、砷及/或其他金屬的化合物的原料加到玻璃池以製玻璃並將熔融玻璃由玻璃池抽出，且將玻璃池用熱的燃燒廢氣加熱，這種來自燃燒廢氣及/或玻璃熔融物的玻璃熔融程序的廢氣除了氣體成分如CO2 、O2 、H2 O及/或N2 外，至少還含有一些有害物質成分如NOx 及由原料產生或排出的化合物以及SO2 、HCl、重金屬(特別是Hg)、戴奧辛、呋喃、灰塵、以及該無機之有害成分物質的一部分可冷凝的殘留物及/或昇華物，其特徵在：玻璃熔融程序的廢氣在一漸移床反應器設備在至少一種催化作用的吸附劑及/或吸收劑在同一漸移床在至少二階段中將該有害物質大致除去，其中在該漸移床的直接流過的區域以及在其一相鄰的下層中(第一分離階段)利用吸收方式將對催化劑有害的有害物質成分將硼及/或砷化合物結合並將該粒子形成分附著，而在該與流動區域及漸移床之相鄰的下層相鄰界的層區域(第二分離階段)作催化性除氮，並將對生物有害但對催化劑無毒害的有害物質成分戴奧辛與呋喃在此第二分離階段用吸收方式除去。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中：該漸移床反應器設備上游接一個有過濾器或電過濾器。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該氣體淨化作業在該漸移床反應器設備中在70~160 ℃的度量級的氣體進入溫度達成。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中：該溫度之度量約在90°~120℃。
  5. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該玻璃熔融程序的廢氣先分一階段或數階段冷卻或淬火到50~120℃的溫度。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中：於冷卻或淬火時加入稀釋空氣及/或水。
  7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中：冷卻或淬火到60℃~100℃的溫度。
  8. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：所要分離的有害物質成分主要由砷及/或硼化合物構成。
  9. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該第一分離階段所要除去的有害物質成分包含矽、鈣、鍶、及/或鋰的化合物。
  10. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該除氮作業在加入氨的情形下達到至少80%的除氮。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中：該除氮作業達到至少90%的除氮。
  12. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該漸移床反應器設備為一逆向流反應器設備。
  13. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：在該漸移床反應器設備中，該節律(其中中將漸移床 下端的吸附劑及/或吸收劑抽掉，並在漸移床上端補充新的吸附劑及/或吸收劑，依流過的壓力損失而定(此壓力損失係為所要淨化的廢氣經過該通過深度，或漸移床的部分深度而造成者)，或依損壞程度而定(此損壞係該吸附劑及/或吸收劑受到流動區域中及相鄰的下方層中的對催化劑有毒害的氣態成分造成者)而定而實施。
  14. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該吸附劑及/或吸收劑由一種的混合物構成，該混合物由含碳吸附劑及/或吸收劑及酸性有害物質成分的反應劑構成。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中：該混合物為層狀。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中：該含碳吸附劑及/或吸收劑為活性碳。
  17. 如申請專利範圍第14項之方法，其中：該反應劑為鹼金屬鹼。
  18. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該吸附劑及/或吸收劑為一種活性炭或顆粒，該顆粒由無機成分，或無機成分加有機成分的混合物構成。
TW95104699A 2006-02-13 2006-02-13 用於將玻璃熔融程序的廢氣淨化的方法，特別是用於液晶顯示器螢幕的玻璃者 TWI415667B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW95104699A TWI415667B (zh) 2006-02-13 2006-02-13 用於將玻璃熔融程序的廢氣淨化的方法，特別是用於液晶顯示器螢幕的玻璃者

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW95104699A TWI415667B (zh) 2006-02-13 2006-02-13 用於將玻璃熔融程序的廢氣淨化的方法，特別是用於液晶顯示器螢幕的玻璃者

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TWI415667B true TWI415667B (zh) 2013-11-21

Family

ID=49990903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW95104699A TWI415667B (zh) 2006-02-13 2006-02-13 用於將玻璃熔融程序的廢氣淨化的方法，特別是用於液晶顯示器螢幕的玻璃者

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI415667B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4221768A (en) * 1976-04-08 1980-09-09 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Catalyst for purifying exhaust and waste gases
TW316850B (zh) * 1992-02-28 1997-10-01 Takeda Pharm Industry Co Ltd

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4221768A (en) * 1976-04-08 1980-09-09 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Catalyst for purifying exhaust and waste gases
TW316850B (zh) * 1992-02-28 1997-10-01 Takeda Pharm Industry Co Ltd

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5175106B2 (ja) ガラス、特にｌｃｄスクリーンのためのガラス、の溶融プロセスからの排出ガスを浄化する方法
JP5198875B2 (ja) 金属製造における鉱石及び／又は他の金属含有物質の焼結プロセスによって生ずる排気ガスの浄化方法
US5575982A (en) Process of purifying exhaust gases produced by combustion of waste materials
EP2438978B1 (en) Method for recycling industrial by-products
JP4932840B2 (ja) 排ガス気流から三酸化硫黄を除去する方法
US7794524B2 (en) Method and apparatus for removing contaminants from industrial processing plants
KR100815175B1 (ko) 분말형 첨착활성탄을 이용한 연소 배기가스로부터의질소산화물 및 다이옥신 제거방법
EA015416B1 (ru) Удаление триоксида серы из потока топочного газа
KR101365116B1 (ko) 액체금속을 이용한 가스 정제 장치
JP2007039296A (ja) セメント製造装置の排ガスの処理方法及び処理システム
MXPA06010638A (es) Procedimiento para reducir metales pesados de los gases de humos.
JP2003286020A (ja) 高賦活活性コークス粉とその製造方法
TWI438283B (zh) 處理來自燒結和造粒工廠之排氣的方法
CN102895856B (zh) 一种垃圾焚烧烟气净化的设备及其净化工艺
TWI415667B (zh) 用於將玻璃熔融程序的廢氣淨化的方法，特別是用於液晶顯示器螢幕的玻璃者
MX2014013136A (es) Procesos en seco, aparato, composiciones y sistemas para reducir el mercurio, oxidos de azufre y hc1.
JP2004174360A (ja) 排ガス処理方法および吸着剤充填層装置
JP4033420B2 (ja) 排ガス中の塩化水素の乾式除去方法および乾式除去装置
JP2007325989A (ja) 燃焼排ガスの処理方法及び処理装置
JPH108118A (ja) 廃棄物焼却排ガスからの製鋼用脱硫剤の製造方法
CN110813050A (zh) 一种处理固体燃烧废气的方法及装置
JP3818963B2 (ja) 燃焼排ガスの処理方法及びその装置
Wirling Implementation of process-integrated waste gas cleaning using activated lignite
WO2023203575A1 (en) Molecular filters for selective removal and repurposing of gaseous fumes and emissions
CZ304287B6 (cs) Způsob a zařízení pro odstraňování dioxinů a rtuti z plynů