技術 ガラス溶融炉

0001

この発明は、排ガス中の有害物質を除去するガラス溶融炉に関するものである。

0002

焼却炉等から排出される排ガス中には、ダイオキシンや重金属等の有毒物質や、炭酸ガス等の地球環境を破壊する物質が含まれており、これらの有害物質を排ガスから除去するために、各種の技術開発が推進されている。このうち、ガラス溶融炉を用いる技術は、有毒なダイオキシンやポリ塩化ビフェニールの分解除去のみならず、炭酸ガスや窒素酸化物、硫黄酸化物、鉛や砒素等の重金属酸化物、ハロゲン系物質等のガスもガラスに溶け込ませて除去することができ、注目されている。

0003

このガラス溶融炉を用いて排ガス中の有害物質を除去する技術では、排ガスを溶融ガラスに接触させる方法を工夫して有害物質の除去効率を高めることが課題であり、例えば、本出願人による特許第３０３８１８５号では、焼却炉から排出される排ガスをガラス溶融炉に導いて、排ガスを溶融ガラスの中にバブリングさせ、ガラス溶融炉の中に多孔板やメッシュ板を配置することにより、バブリングされる排ガスの気泡を細かく分断し、排ガスと溶融ガラスとの接触面積を大きくして、有害物質の除去効率を高める装置を採用している。

0004

そこで、この発明の課題は、排ガス中の有害物質を効率よく除去できるガラス溶融炉を提供することである。

0005

上記の課題を解決するために、この発明のガラス溶融炉は、ガラスの溶融槽の側壁に、排ガスが供給される給気室と連通する多数の微小孔を設け、前記溶融槽の底部側に、溶融槽内の溶融ガラスを加熱する加熱手段を配置し、前記給気室に供給される排ガスを、前記微小孔から溶融槽内の溶融ガラスにバブリングさせる構成を採用した。

0006

すなわち、ガラスの溶融槽の側壁に、排ガスが供給される給気室と連通する多数の微小孔を設けることにより、多数の細かい排ガスの気泡を溶融ガラス中にバブリングさせるとともに、溶融槽の底部側に溶融ガラスを加熱する加熱手段を配置することにより、溶融ガラスの対流を広範囲に生じさせて、この対流に沿わせて排ガスの各気泡を溶融槽内で循環させ、排ガスを広い接触面積で、かつ長時間溶融ガラスと接触させて、排ガス中の有害物質を効率よく除去できるようにした。

0007

前記溶融槽を横長形状とし、この溶融槽の一方の長手方向側壁に沿って前記多数の微小孔を設け、この微小孔を設けた側壁と対向する他方の長手方向側壁の底部側に前記加熱手段を配置することにより、排ガスの気泡を溶融槽の長手方向で満遍なくバブリングさせるとともに、溶融ガラスの対流を溶融槽の長手方向各断面内で概ね均一に生じさせ、溶融槽全体を使用して、各気泡をより長時間均一に溶融ガラスと接触させることができる。

0008

前記加熱手段を配置した側の長手方向側壁を、前記溶融槽の長手方向断面が上方に拡がるように傾斜させることにより、溶融槽の長手方向各断面内での溶融ガラスの対流を、これらの断面内で大きく滑らかに循環させ、各気泡の合体を防止して、排ガスをより広い接触面積で、かつ長時間均一に溶融ガラスと接触させることができる。

0009

前記横長形状の溶融槽の底を長手方向の一端に向けて傾斜下降させ、この下降した側の底近傍に、溶融ガラスに溶け込む重金属の排出口を設けることにより、溶融ガラスに溶け込む重金属を効率よく分別排除することができる。

0010

前記溶融槽の上方に一次溶融槽を設け、前記溶融槽を二次溶融槽として、溶融ガラスを一次溶融槽から二次溶融槽に流入させることにより、排ガスがバブリングされる二次溶融槽内の溶融ガラスの量、温度、対流等を安定した状態に保持し、排ガス中の有害物質を安定して除去することができる。

0011

前記給気室の入側に、セラミックまたは耐熱金属から成る多孔状、メッシュ状、ハニカム状、ファイバ状もしくはウィスカ状のフィルタを設ることにより、排ガスの顕熱や未燃焼成分の燃焼熱によりこれらのフィルタを赤熱させて、排ガス中の飛灰等に含まれる未燃焼成分を燃焼させ、固形の有害物質をガス化して溶融ガラス中にバブリングさせることができる。また、飛灰等による微小孔の目詰まりも防止することができる。

0012

以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。このガラス溶融炉は、図１および図２に示すように、ガラス原料が投入される横長形状の一次溶融槽１と、一次溶融槽１の下方に設けられた横長形状の二次溶融槽２と、二次溶融槽２の一方の長手方向側壁３に沿って並設された給気室４と、給気室４の入側に設けられ、供給される排ガス５をフィルタリングするフィルタ室６とで基本的に構成され、側壁３に沿って設けられた二次溶融槽２と給気室４とを連通する多数の微小孔７から、排ガス５の細かい気泡８が二次溶融槽２内の溶融ガラス９に満遍なくバブリングされるようになっている。

0013

前記一次溶融槽１の一方の長手方向側壁１０は垂直に、他方の長手方向側壁１１は傾斜して形成され、長手方向の一端側の底部に溶融したガラスの排出口１２が設けられている。側壁１０側の上部には、投入されるガラス原料を溶解するヒータ１３が配置され、側壁１１側の下部には、排出口１２から二次溶融槽２に流入する溶融ガラス９を予熱するヒータ１４が配置されている。なお、一次溶融槽１には、溶解窯等で予め溶解したガラス原料を投入してもよい。

0014

前記二次溶融槽２の微小孔７が設けられた長手方向側壁３は垂直に形成され、これと対向する長手方向側壁１５は下部で傾斜して形成され、この傾斜部の底部側に、二次溶融槽２下部の溶融ガラス９を加熱するヒータ１６が長手方向に沿って配置されている。なお、各ヒータ１３、１４、１６が配置された側壁１０、１１、１５の外側は、それぞれキャスタブル耐火物１７で覆われている。

0015

前記ヒータ１６による加熱で、二次溶融槽２内の溶融ガラス９は長手方向各位置で、長手方向断面全体に大きく滑らかに対流し、微小孔７からバブリングされる排ガス５の各気泡８は、この対流に沿って溶融ガラス９中を循環しながら、溶融ガラス９の液面に浮上する。この液面に浮上する排ガス５の気泡８は、その中に含まれていた有害物質が、溶融ガラス９の熱で分解されたり、溶融ガラス９中に溶け込んだりして除去され、無害化されている。

0016

図２に示すように、二次溶融槽２の底１８は、前記排出口１２と反対側に向かって長手方向で傾斜下降し、この下降した側の底近傍に、溶融ガラス９に溶け込んだ重金属の排出口１９が設けられている。この排出口１９の上方には、二次溶融槽２内の溶融ガラス９をオーバフローさせるオーバフロー口２０も設けられている。また、二次溶融槽２の上部には排気室２１が形成され、前記溶融ガラス９の液面に浮上する無害化されたクリーンな排ガス５は、この排気室２１の排気口２２から外部に放出される。

0017

前記フィルタ室６には、アルミナの焼結板で形成された多孔状のフィルタ２３が取り付けられている。このフィルタ２３は、フィルタ室６の入口２４から供給される排ガス５中の飛灰等に含まれる未燃焼成分を燃焼させ、固形の有害物質をガス化して、排ガス５を給気室４に供給する。なお、フィルタ２３は排ガス５の顕熱や未燃焼成分の燃焼熱により赤熱し、未燃焼成分を燃焼させ、飛灰等による微小孔７の目詰まりも防止する。

0018

以上のように、この発明のガラス溶融炉は、ガラスの溶融槽の側壁に、排ガスが供給される給気室と連通する多数の微小孔を設けるとともに、溶融槽の底部側に溶融ガラスの加熱手段を配置したので、多数の細かい排ガスの気泡を溶融ガラス中にバブリングさせ、これらの気泡を溶融ガラスの対流に沿わせて溶融槽内で広範囲に循環させて、排ガスを広い接触面積で、かつ長時間溶融ガラスと接触させ、排ガス中の有害物質を効率よく除去することができる。

0019

前記溶融槽を横長形状とし、この溶融槽の一方の長手方向側壁に沿って多数の微小孔を設け、この微小孔を設けた側壁と対向する他方の長手方向側壁の底部側に加熱手段を配置することにより、排ガスの気泡を溶融槽の長手方向で満遍なくバブリングさせるとともに、溶融ガラスの対流を溶融槽の長手方向各断面内で概ね均一に生じさせ、溶融槽全体を使用して、各気泡をより長時間均一に溶融ガラスと接触させることができる。

0020

前記加熱手段を配置した側の長手方向側壁を、溶融槽の長手方向断面が上方に拡がるように傾斜させることにより、溶融槽の長手方向各断面内での溶融ガラスの対流を、これらの断面内で大きく滑らかに循環させ、各気泡の合体を防止して、排ガスをより広い接触面積で、かつ長時間均一に溶融ガラスと接触させることができる。

0021

前記横長形状の溶融槽の底を長手方向の一端に向けて傾斜下降させ、この下降した側の底近傍に、溶融ガラスに溶け込む重金属の排出口を設けることにより、溶融ガラスに溶け込む重金属を効率よく分別排除することができる。

0022

前記溶融槽の上方に一次溶融槽を設け、前記溶融槽を二次溶融槽として、溶融ガラスを一次溶融槽から二次溶融槽に流入させることにより、排ガスがバブリングされる二次溶融槽内の溶融ガラスの量、温度、対流等を安定した状態に保持し、排ガス中の有害物質を安定して除去することができる。

0023

前記給気室の入側に、セラミックまたは耐熱金属から成る多孔状、メッシュ状、ハニカム状、ファイバ状もしくはウィスカ状のフィルタを設けることにより、排ガスの顕熱や未燃焼成分の燃焼熱によりこれらのフィルタを赤熱させて、排ガス中の飛灰等に含まれる未燃焼成分を燃焼させ、全ての有害物質をガス化して溶融ガラス中にバブリングさせることができる。

0024

図１ガラス溶融炉の実施形態を示す切り欠き斜視図
図２図１の正面断面図

0025

１、２溶融槽
３側壁
４給気室
５排ガス
６フィルタ室
７微小孔
８気泡
９溶融ガラス
１０、１１ 側壁
１２ 排出口
１３、１４ヒータ
１５ 側壁
１６ ヒータ
１７キャスタブル耐火物
１８ 底
１９ 排出口
２０オーバフロー口
２１排気室
２２排気口
２３フィルタ
２４ 入口