TWI815003B - 電爐的排氣處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種電爐的排氣處理裝置，係具有：電爐，係使廢棄材料溶解；後燃燒裝置，係使在電爐內產生之排氣中所含之未燃成分燃燒；集塵裝置，係去除包含在使未燃成分燃燒後之排氣中的粉塵；以及蓄熱式氣體處理裝置，係設置有二室以上收容有蓄熱材之蓄熱室，且在使從前述集塵裝置所導引之排氣經由處於蓄熱材被加熱之狀態的蓄熱室使之加熱之狀態下導引至燃燒部並使之燃燒，使包含在排氣中之有害成分分解，另一方面使在燃燒部中所燃燒之排氣的熱蓄熱至收容於另一蓄熱室內之蓄熱材，並且使排氣排出。
Description
本發明係關於一種對從電爐所排出之排氣進行處理之電爐的排氣處理裝置。具體而言，其特徵在於能以低成本有效地處理：在使廢棄(scrap)材料在電爐內溶解來製造再生金屬時，在從該電爐所排出之排氣中，大多包含有粉塵、未燃成分、臭氣或戴奧辛等各種之有害成分。
以往，係使廢棄材料在電爐內溶解以進行再生金屬之製造。
在此，在前述廢棄材料中，會存在有塗料、油類或樹脂等雜質，如此會使廢棄材料在電爐內溶解時，在產生之排氣中包含有各種之有害成分。
因此，在使電爐內產生之排氣排出時，以往，會對包含在排氣中之有害成分進行處理並使之排出。
在此，在對包含於從電爐所排出之排氣中的有害成分進行處理時，在專利文獻1中所示的技術中，係設置混合塔，該混合塔係從導引由電爐所排出之排氣之排氣路徑的上游依序附設：燃燒塔、燃燒器脫臭塔、冷卻塔、作為集塵裝置之袋式集塵器(袋式濾網)、活性碳投入裝置。
再者，在該專利文獻1的技術中，於前述燃燒塔中，在藉由燃燒
器使包含於排氣中之CO等未燃成分燃燒後，於前述燃燒器脫臭塔中，沿著以使前述排氣旋繞之方式送出之排氣路徑設置複數個燃燒器並使之燃燒，並藉由各燃燒器之火焰而使排氣中之油分等臭氣成分分解。
接著，將藉由前述燃燒器脫臭塔而脫臭之排氣導引至冷卻塔並使之冷卻至預定溫度，將以上述方式冷卻之排氣導引至袋式集塵器(袋式濾網)，且在該袋式集塵器(袋式濾網)中，使排氣中之粉塵集塵之後，將該排氣導引至前述混合塔，一面在混合塔內使之旋繞，一面將活性碳從活性碳投入裝置噴入至旋繞流中，以吸附去除在前述燃燒器脫臭塔中無法完全分解之戴奧辛等的有害成分。
然而，在專利文獻1的技術中，如前所述藉由燃燒器使在燃燒塔中包含於排氣中之CO等未燃成分燃燒，並且在燃燒器脫臭塔中使複數個燃燒器燃燒而使臭氣成分分解，但由於將從二個爐所排出之排氣直接排放至大氣，因此燃燒時之熱不會有效地被利用，而有燃料成本變高之問題。
再者，由於以在混合塔中從活性碳投入裝置投入活性碳來使在燃燒器脫臭塔中無法完全分解之各種的臭氣成分去除的方式，會有整體之裝置大型化而使成本變高，並且還有必須廢棄處分如前所述吸附有戴奧辛等有害成分之活性碳的問題。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
專利文獻1：日本特開2005-138068號公報
本發明之課題在於：在對從使廢棄材料溶解之電爐所排出之排氣進行處理之電爐的排氣處理裝置中，能以低成本有效地處理從電爐所排出之排氣中所包含之粉塵、未燃成分、臭氣或戴奧辛等之各種有害成分。
在本發明之電爐的排氣處理裝置中，為了解決前述之課題，係具有：電爐，係使廢棄材料溶解；燃燒手段，係使在電爐內產生之排氣中所含之未燃成分燃燒；集塵裝置，係去除包含在使未燃成分燃燒後之排氣中的粉塵；以及蓄熱式氣體處理裝置，係設置有二室以上收容有蓄熱材之蓄熱室，且在使從前述集塵裝置所導引之排氣經由處於加熱蓄熱材之狀態的蓄熱室使之加熱的狀態下導引至燃燒部並使之燃燒，使包含在排氣中之有害成分分解，另一方面使在燃燒部中所燃燒之排氣的熱蓄熱至收容於另一蓄熱室內之蓄熱材，並且經由另一蓄熱室使排氣排出。
並且，在本發明之電爐的排氣處理裝置中，在藉由燃燒手段使包含在電爐內產生之排氣中之未燃成分燃燒之後，將該排氣導引至集塵裝置，並藉由集塵裝置使包含在排氣之粉塵去除，並且將使粉塵去除後之排氣導引至設置二室以上之收容有蓄熱材之蓄熱室的前述蓄熱式氣體處理裝置，且使包含在排氣中之有害成分分解。如此，在將經去除粉塵之後的排氣導引至蓄熱式氣體處理裝置並使包含在排氣中之有害成分分解時，防止粉塵阻塞於收容在蓄熱室之蓄熱材，並且從集塵裝置所導入之排氣會經由處於蓄熱材被加熱之狀態的蓄熱室而被加熱，如此加熱之排氣會被導引至燃燒部而燃燒，且包含在排氣中之有害成分會充分地被分解，另一方面如上方式被燃燒而將有害成分予以分解之排氣會
導引至另一蓄熱室，且將經分解有害成分之排氣的熱予以蓄熱於收容在該另一蓄熱室內之蓄熱材，而有效地利用在燃燒部中以使包含在排氣中之有害成分分解之方式使之燃燒後的排氣之熱，並且在使經分解有害成分之排氣的溫度降低之狀態下排出至大氣中。
在此，在本發明之電爐的排氣處理裝置中，較佳為在使未燃成分燃燒後之排氣導引至前述集塵裝置之前的位置，設置有使導引至集塵裝置之前述排氣冷卻之冷卻裝置。如此，當將使未燃成分燃燒後之排氣冷卻的冷卻裝置予以設置在導引至前述集塵裝置之前的位置時，被導引至集塵裝置之排氣的溫度會降低，集塵裝置無須使用高價之陶瓷製的袋式濾網等，並且亦可吸收來自電爐之排氣溫度的變動。
在此，在本發明之電爐的排氣處理裝置中，就使在電爐內產生之排氣中所包含之未燃成分燃燒之前述燃燒手段而言，可設置有使從電爐經由排氣導引管導出之排氣燃燒之燃燒裝置。
並且，就前述燃燒手段而言，係設置有用以量測從電爐導引至排氣導引管之排氣所含之未燃成分濃度的未燃成分濃度感測器，及對前述電爐內供給至少氧氣並使電爐內之排氣中所含之未燃成分燃燒的內部燃燒裝置；依據由前述未燃成分濃度感測器所量測之未燃成分氣體的濃度，可控制供給至前述內部燃燒裝置之氧氣的量。
在本發明之電爐的排氣處理裝置中，如前所述藉由燃燒手段在電爐內所產生之排氣中所含之未燃成分燃燒後，將該排氣導引至集塵裝置，並藉由集塵裝置而使包含在排氣之粉塵去除，且將經去除粉塵後之排氣導引至設置二
室以上收容有蓄熱材之蓄熱室的前述蓄熱式氣體處理裝置，以使排氣中所含之有害成分分解。
結果，在本發明之電爐的排氣處理裝置中，藉由使用蓄熱式氣體處理裝置及集塵裝置，以防止粉塵阻塞在收容於蓄熱室之蓄熱材，並且從集塵裝置所導入之排氣會經由處於蓄熱材被加熱之狀態的蓄熱室而被加熱(預熱)，如此加熱之排氣會導引至燃燒部而燃燒，且包含在排氣中之有害成分會充分地被分解，另一方面如上方式燃燒且有害成分被分解之排氣係導引至另一蓄熱室，且將經分解有害成分之排氣的熱予以蓄熱在收容於該另一蓄熱室內之蓄熱材，可利用在排氣之加熱(預熱)，且在經分解有害成分被之排氣的溫度降低的狀態下排出，而有效地利用以在燃燒部中使包含在排氣中之有害成分分解之方式使之燃燒後之排氣的熱。
10:電爐
11:廢棄供給管
12:投入口
14:電極
20:後燃燒裝置(燃燒手段)
30:冷卻裝置
40:集塵裝置
50:蓄熱式氣體處理裝置
51、52:蓄熱室
53:燃燒器
53a:燃料氣體供給管
53b:空氣供給流路
54:燃燒部
55a、55b:排氣供給管
56a、56b、58a、58b:切換閥
57:排氣管
57a、57b:排氣排氣管
60:鼓風機
70:內部燃燒裝置(燃燒手段)
71:旁通導引管
72:未燃成分濃度感測器
73:燃燒氣體控制裝置
P1、P2、P3、P4:排氣導引管
S:廢棄材料
X:蓄熱材
圖1係顯示本發明一實施型態之電爐的排氣處理裝置之使用狀態的概略說明圖。
圖2(A)、(B)係顯示在前述實施型態之電爐的排氣處理裝置中，使用前述蓄熱式氣體處理裝置之狀態，並且為顯示交互地進行下述操作之狀態的概略說明圖：使從集塵裝置所導引之排氣經由處於蓄熱材被加熱之狀態之一方的蓄熱室而使之加熱並導引至燃燒部，在燃燒部中使被加熱之排氣燃燒，以使排氣中所含之有害成分分解，另一方面使在燃燒部中所燃燒之排氣的熱蓄熱至收容於另一方蓄熱室內之蓄熱材，而經由蓄熱室使排氣排出。
圖3係顯示本發明其他實施型態之電爐的排氣處理裝置之使用狀態的概略說明圖。
以下，根據檢附圖式具體地說明本發明實施型態之電爐的排氣處理裝置。此外，本發明之電爐的排氣處理裝置並非限定在下述實施型態者，在不變更本發明之主旨的範圍內，可適當地變更來實施。
在第1實施型態之電爐的排氣處理裝置中，如圖1所示，設置有：電爐10，係使廢棄材料S溶解；作為燃燒手段之後燃燒裝置20，係經由排氣導引管P1導入在電爐10內所產生之排氣，並使在該排氣中所含之未燃成分燃燒；冷卻裝置30，係經由排氣導引管P2導入使未燃成分燃燒後之高溫的排氣，並使該排氣之溫度降低；集塵裝置40，係由袋式濾網所構成，其經由排氣導引管P3導入因該冷卻裝置30而使溫度降低之排氣，並去除該排氣中所含之粉塵；以及蓄熱式氣體處理裝置50，係經由排氣導引管P4導入藉由前述集塵裝置40而去除粉塵後之排氣，並使該排氣所含之臭氣或戴奧辛等各種有害成分分解。
在此，在前述電爐10中，如圖1所示，在以由從電爐10之上部沿上方延伸的排氣導引管P1分岐的方式朝上方延伸之廢棄供給管11之上，設置將廢棄材料S供給至電爐10內之投入口12，並使設置在該投入口12之下的開閉部材(未圖示)開閉，且將廢棄材料S從投入口12內經由前述廢棄供給管11及排氣導引管P1投入至電爐10內，並且藉由設置在電爐10內之電極14使如上方式投入之廢棄材料S溶解，並且經由碳供給管(未圖示)將碳供給至該電爐10內以進行成分調整。在此，當使如前所述投入口12內之廢棄材料S經由從電爐
10之上部沿上方延伸之廢棄供給管11及排氣導引管P1投入至電爐10內時，在將廢棄材料S投入至電爐10內之途中，藉由在電爐10內中產生之高溫的排氣之熱而被預熱，而可減低廢棄材料S在電爐10內被溶解時之電能。
再者，將如前所述使廢棄材料S溶解時在電爐10內所產生之排氣經由前述排氣導引管P1導引至後燃燒裝置20，然後在後燃燒裝置20設置燃燒器(未圖示)，並且使從電爐10經由排氣導引管P1導出之排氣中所含之未燃成分，藉由該燃燒器使之燃燒，並且使未燃成分從排氣中去除。
接著，在如上述經由排氣導引管P2而被導入藉由後燃燒裝置20而使未燃成分燃燒而去除之高溫排氣的冷卻裝置30設置水噴霧裝置(未圖示)，並且使水從該水噴霧裝置噴霧至冷卻裝置30內，以使導引至冷卻裝置30內之前述高溫的排氣溫度降低下，如此藉由冷卻裝置30而使溫度降低之排氣經由排氣導引管P3而導引至前述集塵裝置40，並且藉由該集塵裝置40而使包含在前述排氣中之粉塵去除。在此，在本實施型態中，由於使未燃成分燃燒而去除之高溫的排氣導引至冷卻裝置30並使之冷卻，因此前述集塵裝置40無須使用耐熱性佳之高價的陶瓷製之袋式濾網等，而可使用廉價之濾網。此外，當集塵裝置40使用耐熱性佳之陶瓷製的袋式濾網時，可直接導引至高溫之排氣，亦可不設置前述冷卻裝置30。
再者，前述冷卻裝置30亦可為空冷方式者，以取代如前述將水予以噴霧之水冷方式者。
並且，如前所述，藉由集塵裝置40而使經去除粉塵之前述排氣經由排氣導引管P4而導引至蓄熱式氣體處理裝置50，且在該蓄熱式氣體處理裝置50中，使包含在排氣之臭氣或戴奧辛等各種有害成分分解之後，使如上方式使
有害成分分解之排氣從蓄熱式氣體處理裝置50經由鼓風機60進行排氣。
在此，在本實施型態之前述蓄熱式氣體處理裝置50中，如圖1及圖2(A)、(B)圖所示，設置各自收容有蓄熱材X之二個蓄熱室51、52，並且以與該等蓄熱室51、52連通之方式將設置有燃燒器53之燃燒部54設置在在該二個蓄熱室51、52之上側，並且使供給燃料氣體之燃料氣體供給管53a連接在前述燃燒器53，且在該燃燒器53之周圍設置供給燃燒用空氣之空氣供給流路53b。
再者，在本實施型態之蓄熱式氣體處理裝置50中，於前述二個蓄熱室51、52之下側，設置用以將經由前述排氣導引管P4而被導入之經去除粉塵的前述排氣供給至前述各蓄熱室51、52之排氣供給管55a、55b，並且在各排氣供給管55a、55b之內部分別設置進行該等之開閉的擋板(damper)式之切換閥56a、56b。
並且，交互地切換設置在前述各排氣供給管55a、55b之內部的切換閥56a、56b之開閉，並將經由前述排氣導引管P4而被導入之經去除粉塵被的排氣，經由切換閥56a、56b被打開之側的排氣供給管55a、55b，如前所述導引至收容有蓄熱材X之一方的蓄熱室51、52，且藉由前述蓄熱室51、52內之經蓄熱之蓄熱材X而使如上方式導入之前述排氣加熱並導引至前述燃燒部54，且藉由設置在該燃燒部54之燃燒器53對前述之被加熱的排氣進行燃燒處理，而使殘留在排氣中之臭氣或戴奧辛等的有害成分分解。此外，在該蓄熱式氣體處理裝置50中，導入如前所述經去除粉塵的排氣，因此收容在各蓄熱室51、52之蓄熱材X不會因包含在排氣之粉塵而被閉塞。
再者，在使如前所述在燃燒部54中殘留在排氣中之臭氣或戴奧辛等有害成分分解之排氣予以如前所述經由收容有蓄熱材X之各個蓄熱室51、
52而使之排氣時，在本實施型態之蓄熱式氣體處理裝置50中，在各蓄熱室51、52之下側分別設置排氣排氣管57a、57b，並且在各排氣排氣管57a、57b之內部分別設置進行該等之開閉的擋板式的切換閥58a,58b。
並且，打開設置在與如前述被供給經去除粉塵之排氣的蓄熱室51、52不同的蓄熱室51、52之下側的排氣排氣管57a、57b之內部之切換閥58a、58b，並交互地切換：設置在前述各排氣排氣管57a、57b之內部的各切換閥58a、58b之開閉，並且將被燃燒處理而使臭氣或戴奧辛等有害成分分解之排氣予以導引至與被供給排氣之蓄熱室51、52不同的蓄熱室51、52並導引至被收容之蓄熱材X而使之蓄熱燃燒處理之排氣的熱，在使前述排氣之溫度降低之後，將經由打開切換閥58a、58b之排氣排氣管57a、57b而被導入之前述排氣予以經由前述排氣排氣管57a、57b所合流之排氣管57並藉由鼓風機60使之排氣。
如此，藉由設置在燃燒部54之燃燒器53所進行之燃燒處理，殘留在排氣中之臭氣或戴奧辛等有害成分會被充分地分解，且可防止臭氣或戴奧辛等有害成分在殘留於排氣中之狀態下排氣，並且使殘留於排氣中之臭氣或戴奧辛等有害成分分解之燃燒處理時的熱會蓄熱在收容於前述各蓄熱室51、52之蓄熱材X而被有效地利用，並且可藉由鼓風機60來使被排氣之排氣的溫度降低。
此外，在本實施型態之蓄熱式氣體處理裝置50中，如前所述雖只要設置收容有蓄熱材X之二個蓄熱室51、52，但亦可設置更多之蓄熱室(未圖示)。
接著，針對其他實施型態之電爐的排氣處理裝置加以說明。
在其他實施型態之電爐的排氣處理裝置中，僅改變前述第1實施
型態之電爐的排氣處理裝置、及使於電爐10內產生之排氣中所含之未燃成分燃燒的燃燒手段。
在此，於本實施型態之電爐的排氣處理裝置中，如圖3所示，就在電爐10內產生之排氣中所含之未燃成分燃燒之燃燒手段而言，除了至少設置供給氧氣並使電爐10內之排氣中所含之未燃成分燃燒的內部燃燒裝置70，並且從與將廢棄物供給至電爐10內之廢棄供給管11合流之電爐10的上部沿著上方延伸之排氣導引管P1之外，另設置用以將電爐10內之排氣導引至從廢棄供給管11分岐之排氣導引管P1之部分的旁通導引管71，並藉由未燃成分濃度感測器72量測從電爐10內經由該旁通導引管71導引至前述排氣導引管P1之排氣所含之未燃成分氣體的濃度。
並且，將如前所述藉由未燃成分濃度感測器72所量測之從電爐10內經由旁通導引管71而導引至排氣導引管P1之排氣所含之未燃成分氣體的濃度予以輸出至燃燒氣體控制裝置73，並藉由該燃燒氣體控制裝置73而對應於由未燃成分濃度感測器72所量測之未燃成分氣體的濃度來控制供給至內部燃燒裝置70之氣體之氧氣的量，並且將以上述方式控制氧氣之量的氣體供給至內部燃燒裝置70，且在電爐10內使之燃燒，使排氣所含之未燃成分氣體在電爐10內燃燒。
再者，就內部燃燒裝置70而言，在本實施型態中，圖示形成火焰之燃燒器，但亦可僅供給氧氣之氧吹管。
因此，在本實施型態之電爐的排氣處理裝置中，去除前述第1實施型態之後燃燒裝置20，且如前所述將經去除未燃成分氣體之排氣經由前述排氣導引管P1直接導引至前述之冷卻裝置30。
然後，即使在本實施型態中，亦與前述第1實施型態之電爐的排氣處理裝置同樣地，藉由前述冷卻裝置30而使燃燒未燃成分氣體後之排氣的溫度降低，並且將如上方式使溫度降低之排氣予以經由排氣導引管P3導引至集塵裝置40，且藉由該集塵裝置40而去除前述排氣中所含之粉塵之後，將經去除粉塵之排氣經由排氣導引管P4導引至蓄熱式氣體處理裝置50，且在該蓄熱式氣體處理裝置50中，使排氣所含之臭氣或戴奧辛等各種有害成分分解，將如上方式使有害成分分解之排氣予以從蓄熱式氣體處理裝置50經由鼓風機60使之排氣。
在此，在本實施型態中，與前述第1實施型態同樣地，由於將使未燃成分燃燒並予以去除之高溫的排氣導引至冷卻裝置30並使之冷卻，因此前述集塵裝置40無須使用耐熱性佳之高價的陶瓷製之濾網等，而可使用廉價之濾網，且當集塵裝置40使用耐熱性佳之高價的陶瓷製之濾網時，可直接導引高溫之排氣，且無須設置前述冷卻裝置30。
10:電爐
11:廢棄供給管
12:投入口
14:電極
20:後燃燒裝置(燃燒手段)
30:冷卻裝置
40:集塵裝置
50:蓄熱式氣體處理裝置
51、52:蓄熱室
53:燃燒器
53a:燃料氣體供給管
53b:空氣供給流路
54:燃燒部
55a、55b:排氣供給管
56a、56b、58a、58b:切換閥
57:排氣管
57a、57b:排氣排氣管
60:鼓風機
P1、P2、P3、P4:排氣導引管
S:廢棄材料
X:蓄熱材
Claims (4)
- 一種電爐的排氣處理裝置，係具有：電爐，係使廢棄材料溶解；燃燒手段，係使在電爐內產生之排氣中所含之未燃成分燃燒；集塵裝置，係去除包含在使未燃成分燃燒後之排氣中的粉塵；以及蓄熱式氣體處理裝置，係設置有二室以上收容有蓄熱材之蓄熱室，且在使從前述集塵裝置所導引之排氣經由處於蓄熱材被加熱之狀態的蓄熱室使之加熱的狀態下導引至燃燒部並藉由燃燒裝置使之燃燒，使包含在排氣中之有害成分分解，另一方面使在燃燒部中所燃燒之排氣的熱蓄熱至收容於另一蓄熱室內之蓄熱材，並且經由另一蓄熱室使排氣排出。
- 如請求項1所述之電爐的排氣處理裝置，其中，在使未燃成分燃燒後之排氣導引至前述集塵裝置之前的位置，設置有使被導引至集塵裝置之前述排氣冷卻之冷卻裝置。
- 如請求項1或2所述之電爐的排氣處理裝置，其中，就使在電爐內產生之排氣中所包含之未燃成分燃燒之燃燒手段而言，係設置有使從電爐經由排氣導引管導出之排氣燃燒之燃燒裝置。
- 如請求項1或2所述之電爐的排氣處理裝置，其中，就使在電爐內產生之排氣中所包含之未燃成分燃燒之燃燒手段而言，係設置有用以量測從電爐導引至排氣導引管之排氣所含之未燃成分濃度的未燃成分濃度感測器，及對前述電爐內供給至少氧氣並使電爐內之排氣中所含之未燃成分燃燒的內部燃燒裝置；依據由前述未燃成分濃度感測器所量測之未燃成分氣體的濃度，控制供給至前述內部燃燒裝置之氧氣的量。
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