JPH02107301A

JPH02107301A - 蒸気状の重金属化合物を担持ガスから分離する方法およびこの方法を実施するための装置

Info

Publication number: JPH02107301A
Application number: JP1227634A
Authority: JP
Inventors: Michael Hirth; ミッヒヤエル・ヒルト; Joachim Jochum; ヨハヒム・ヨークム; Harald Jodeit; ハラルト・ヨダイト; Christian Wieckert; クリステイアン・ウィーケルト
Original assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; ABB AB
Priority date: 1988-09-05
Filing date: 1989-09-04
Publication date: 1990-04-19
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: DK389689A; EP0359931A1; DK389689D0; DE58903943D1; DK171980B1; US5380500A; US5298227A; JP2995266B2; EP0359931B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明は、蒸気状の重金属化合物を担持ガスから分離し
かつ担持ガスを逆昇華するための方法であって、少なく
とも一つの溶融炉で発生した蒸気状の重金属化合物が担
持ガスと共にガス蒸気混合物としてこの溶融炉から排出
され、引き続き逆昇華する方法に関する。特に、本発明
はさらに、この方法を実施するための装置であって、加
熱要素を有する溶融炉を備え、この溶融炉で担持ガスが
蒸気状の重金属化合物と共にガス蒸気混合物を形成し、
また冷却装置に導かれる、ガス蒸気混合物のための排出
開口を備えた装置に関する。

〔従来の技術および解決しようとする課題〕溶融炉から
蒸気状の重金属化合物を担持ガスにより排出できること
が知られている。それから、冷却装置において、排出さ
れたガス蒸気混合物の冷却が行われると、蒸気状の重金
属化合物が逆昇華または気体固化し、そして冷却装置に
常に沈澱物が沈澱する。この沈澱物は時々除去しなけれ
ばならず、これは比較的大きな人手の費用をかけて削り
取ることによってしか行うことができない。その後初め
て、この沈澱物を再び加工することができる。産業上の
生産に使用するためには、この方法はあまりに煩雑すぎ
る。

ここで、本発明は対策を講する。本発明は、独立の請求
項に明らかにされているように、産業上の生産に用いる
ことができる、蒸気状の重金属化合物を担持ガスから分
離する方法、および比較的簡単に作動させることができ
る、この方法を実施する装置を創造する課題を解決する
。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、本発明による方法は、ガ
ス蒸気混合物を排出後すぐに付加的な冷却ガスまたはガ
ス混合物と共に渦を巻かせ、このとき蒸気状の重金属化
合物の逆昇華により形成された粒子およびガス蒸気混合
物の残余が流体を形成し、そしてこの流体が次に、粒子
を吸収する少なくとも一つのフィルタを通って導かれる
ことを特徴とする。

また、本発明による方法を実施するための装置は、上記
の課題を解決するために、排出開口に冷却装置として、
負圧で作用される少なくとも一つの混合域が直接出口側
に接続され、混合域の炉側端部には、付加的なガスまた
はガス混合物を供給することおよびこれをガス蒸気混合
物と共に渦を巻かせることを可能とする手段が設けられ
、またこの少なくとも一つの混合域に少なくとも一つの
フィルタが出口側で接続されることを特徴とする。

本発明により達成される利点は、実質的に、簡単な手段
で担持ガスからの重金属化合物のきれいな分離が、環境
に危険を及ぼさずにできることにあると見ることができ
る。

本発明のさらに続く形態は、従属する請求項の対象であ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。図中
、同じ作用をする要素には同じ参照数字を付けである。

第１図のブロック線図は、空気が担持ガスとして使用さ
れる第一の本発明による方法を示す。

溶融炉１には、空気が吹き込まれる電気的な加熱要素が
設けられている。ライン２により、溶融炉１への吹き込
み空気の供給が示されている。

熔融すべき粒子を溶融炉１に装入することおよび熔融材
料を排出することについては、ここに示されてない。溶
融炉ｌでは、吹き込み空気は、熔融するときに発生した
蒸気状の重金属化合物のための担持ガスとして役立つ。

重金属化合物はこれと共にガス蒸気混合物を形成し、こ
の混合物は、ここではライン３として示された排出開口
を通って排出される。このライン３は、蒸気状の重金属
化合物がライン３の内壁で逆昇華するのを防止するため
に非常に短く形成することができる。ライン３は混合域
４に導かれ、その混合域ではガス蒸気混合物に付加的に
ライン５より、ガスまたはガス混合物（ここではこれが
冷却空気である）が供給される。この混合域４では、こ
の冷却空気が熱いガス蒸気混合物と激しく渦を巻き、そ
れによってこのガス蒸気混合物が冷却される。ガス蒸気
混合物は、１０倍から１００倍までの容積量の冷却空気
で渦を巻く。

このように激しく冷却すると、蒸気状の重金属化合物が
逆昇華して粒子を形成する。この粒子のための凝縮中心
としてわずかな塵粒子が役立ち、この塵粒子は蒸気ガス
混合物により溶融炉１から連行され、さらに自然の凝縮
を生ずる。

これらの粒子はフィルタ６で付加的なガスまたはガス混
合物により渦を巻いて、そこで濾過して取り除かれる。

矢印７は、実質的に重金属化合物からなる粒子の排出を
示す。フィルタ６の後でライン８がガスまたはガス混合
物およびガス蒸気混合物の残っている残余を吸い込み通
風機９に導く。この吸い込み通風機９はガスまたはガス
混合物の流れを維持し、その流れにより混合域４にさら
に負圧が発生する。吸い込み通風機９の代わりに一点鎖
線で示された送風機１２でも冷却空気を混合域４に輸送
することができる。また、送風機１２と吸い込み通風機
９ｍみ合わせも考えることができる。加熱要素の送風の
ための吹き込み空気は、送風機１３によりライン２に送
りこまれる。吸い込み通風ｍ９の後で、ガスまたはガス
混合物およびガス蒸気混合物の残っている残余を燃焼設
備１５に導く。

上記の方法は、例えばごみ焼却炉に有利に使用でき、そ
の煙道ガス浄化設備には比較的多量のフィルタ塵が、堆
積された重金属化合物と共にたまる。吸い込み通風機９
から発生する、蒸気ガス混合物の残余で負荷された冷却
空気が、存在するごみ焼却設備の炉に戻され、そし７て
この炉に出口側で接続された煙道ガス浄化設備で浄化さ
れ、それ故付加的な煙道ガス浄化設備を必要としない。

フィルタ６から排出される重金属化合物は、さらに加工
するために金属加工に持って行くかまたは貯蔵するため
にごみ捨て場で選別される。溶融炉１から排出された熔
融材料は無毒であり、かつ問題なく投げ捨てるかまたは
構造材料として用いることができる。

しかしながら、フィルタ６から排出された粒子状の重金
属化合物の一部が、作用線１６により示すように戻され
て、混合域４のライン５により供給されるガスまたはガ
ス混合物に交ぜ合わされる。混合域４では、この粒子状
重金属化合物が付加的な凝縮中心として役立ち、それに
より渦を巻いたガス蒸気混合物の逆昇華の促進が可能に
なる。

混合域４では、逆昇華により生ずる粒子、ガス蒸気混合
物の残余および付加的に供給されるガスまたはガス混合
物からなる流体が形成される。

第２図には、前述した方法を実施できる装置を示す。溶
融炉１は、熱損失をしないように厚い絶縁層２０で保護
されている。炉の装入や熔融物２１からの熔融物質の排
出は示し、てない。

熔融物２１は、空気が吹き込まれる電気的加熱要素２２
により加熱される。この吹き込みのために必要な流れは
、送風機１３により発生される。熔融＠ＩＪ２１の上の
空間２３では、流入した空気が温められ、そしてその空
気が蒸気状の重金属化合物とおよび溶融炉１に運びこま
れた粒子、例えばフィルタ塵が熔融すると解放される例
えばＣＯ□とＳ０２のような別のガスと混合してガス蒸
気混合物になる。このガス蒸気混合物が矢印２４で示す
ようにライン３を通って溶融炉ｌを出る。

このライン３は、このライン３での温度降下がガス蒸気
混合物の部分の逆昇華に到らないように非常に短くなけ
ればならない。溶融炉１の内部の温度は約３００″Ｃに
保たれ、ライン３からのガス蒸気混合物の出口温度は８
００℃から９００℃までの温度範囲より少なくない方が
よい。ライン３を炉内部に下方に向かって傾斜させ、そ
れによって万−起こるかもしれない逆昇華生成物をこの
ライン３から熔融物２１に戻るように流して今−度昇華
できるようにするのが望ましい、熔融物２１の科学的組
成に応じて、この逆昇華生成物を戻るように流すことは
望ましくないことがあるので、外方に向かってライン３
を傾斜させることと、外方に向かって流れる逆昇華生成
物が溶融炉１の外方で捕集できることが、この場合には
いっそう好ましい。

直接短いライン３に混合域４を接続する。ライン５より
冷却空気が、矢印１９により示すように混合域４に導入
される。この空気流は吸い込み通風機９により維持され
る。しかし７ながら、吸い込み通風機９の代わりに、点
線で示された送風機１２でも空気流を発生させることが
できる。さらに、吸い込み通風機９と送風機１２の組み
合わせを考えることもできる。混合域４には比較的小さ
い負圧が支配しており、この負圧はライン３を通るガス
蒸気混合物の流れを加速して、蒸気状の重金属化合物の
逆昇華が主として混合域４で行われるようにする。さら
に、領域２５の絶縁層２０はライン３の周りの範囲で厚
さが比較的薄く作られており、これにより一方ではライ
ン３をいっそう短くすることができ、かつ他方ではライ
ン５により送りこまれる冷却空気を流れに好都合に供給
するための場所が得られる。混合域４では、ガス蒸気混
合物とこの送りこまれた冷却空気が力強く渦を巻き、そ
れによりガス蒸気混合物の激しい冷却が達成される。案
内板および同様な周知の手段により特に力強い渦巻きを
達成できる。蒸気状の重金属化合物が逆昇華し、その際
溶融炉１から連行された小さい塵粒子が凝縮中心として
役立ち、その上自然の凝縮も生ずる。このように重金属
化合物から生じた粒子がフィルタで渦を巻き、そこで濾
過して取り除かれ、その後矢印７により示したように排
出される。フィルタ６の後で、ライン８がガスまたはガ
ス混合物をガス蒸気混合物の残っている残余と共に吸い
込み通風機、９に導き、燃焼設備１５に導く。蒸気状の
重金属化合物が発生する装置の全範囲が気密に作られて
いて、有害な物質の発生を防止する。矢印７により示さ
れた排出は、重金属化合物からの粒子による環境の汚染
を避けるために塵が逃げないように実施される。

一つの実例により、第２図によるこの装置が機能的であ
ることが裏付けられる。この例では、全体の容積データ
は正常の圧力および２０℃の室温で適用されている。溶
融炉１の空間２３の雰囲気は次のようになっている。

９５％空気（加熱要素送風の）、２ｚ室温で凝縮された重金属化合物、とりわけＺｎＣ１
ｚ　、ＰｂＯ、ＰｂＣ１ｚなど、および３　ａＡＣＯｚ
　、ＳＯｔなど。

炉内部の温度は１３０℃であった。ライン３を通ってほ
ぼ毎時０．５Ｃが排出され、それはほぼ１０　ｇの蒸気
状の重金属化合物を含んでいた。混合域４には、はぼ８
００℃から９００℃までのガス蒸気混合物が生じ、２０
倍の量の冷却空気と混合したときに約１００℃から１５
０℃に冷却された。

この場合、１００倍の量の冷却空気が供給されると、混
合域の終わりでほぼ５０℃の温度になる。

ライン３の直径は４ｃＩＩ＋であり、円筒状に形成され
た混合域の直径は２０ｃｍ＋であった。フィルタ６まで
の混合域４の長さはＩｎ＋であった。フィルタ６として
、０．３５　ｍ”の面とＩＪＪＩＩより小さい細孔の大
きさのペーパーフィルタが用いられた。

ここでは、濾過して取り除かれた重金属化合物の量的な
決定を容易にするためにペーパーフィルタが用いられた
。このペーパーフィルタに静電フィルタが出口側に接続
された。このフィルタの分離度は、発生する粒子の大き
さで９８％より高い。フィルタの後の担持ガスは次の組
成を有していた。

約９９．８＝／、空気、約０．２７−　ＣＯｚ　、　Ｓｏｗなど、および０．０
０１　％より少ない重金属化合物。

担持ガスの温度はほぼ３０℃に下がった。

フィルタ６は、バグフィルタとして、布フィルタとして
または静電フィルタとして、またはこれらのフィルタ様
式の少なくとも二つの組み合わせとしても形成すること
ができる。自己浄化する構造様式の静電フィルタは、特
に連続作動に適している。他の両方のフィルタ形式は、
特に重金属化合物の細かい粒子を濾過して取り除くのに
適している。フィルタ６の前にサイクロンを直列に接続
すると、重金属化合物の比較的大きな粒子が落ち重なる
ときに利益がもたらされる。なぜなら、これをすでにフ
ィルタ６に進入する前に排出することができるからであ
る。

混合域４に送りこまれる冷却空気の一部がこの混合域４
の内壁に沿って導かれると、この内壁で望ましくない逆
昇華が起こることが確実に避けられ、混合域４の内部を
掃除する必要がない。

上記の方法は、ガス蒸気混合物を溶融炉１がら連続的に
排出する場合でも、間欠的な排出の場合でも用いること
ができる。その方法を実施するための装置の制御は、両
方の上記の排出様式が可能であるように設計することが
できる。

同様に、作用線１６により示された粒子状の重金属化合
物の返送を、加工すべきガス蒸気混合物の組成に依存し
て接続したり切ったりすることができる。

第３図には、第二の本発明による方法のブロック線図を
示す。これが第１図によるブロック線図と異なっている
点は、この溶融炉１では加熱要素が送風されないので、
溶融炉ｌにガス状の担持ガスが入れられない点のみであ
る。この場合に、担持ガスとしてはＣＯ□、ｓｏｔのよ
うなガスからなる混合物が役立ち、および溶融炉１で入
れられた粒子が熔融したときに、蒸気状の重金属化合物
のほかに同様に生ずる類似の化合物が役立つ。それから
、混合域４では、すでに述べたように、溶融炉１から発
生するガス蒸気混合物と共に冷却空気が渦を巻く。残り
の方法過程は、すでに述べた方法過程と同じである。

第４図には、第３図のブロック線図に対応する装置を示
す。電気的な加熱要素２２がもはや空気を吹きこまれな
いで、保護管２６がそれぞれの加熱要素２２を取り囲ん
で、それを溶融炉■の内部空間２３に対して遮蔽する。

保護管２６は大部分＾１２０３を有するセラミック材料
からなり、空間２３内の腐食性の雰囲気により浸食され
ない。その上、保護管２６は、粒子が溶融炉ｌに入った
ときに渦を巻いた粒子が加熱要素２２に堆積し、この加
熱要素で熔融し、そしてその表面を浸食することを阻止
する。保護管２６は、図示のようにキャップとして形成
することができるが、Ｕ形の管としてもその都度の加熱
要素２２を取り囲むこともできる。

次の実例は、第４図による装置が機能的であることを裏
付ける。溶融炉１カ月時間当たり３００ｇのフィルタ塵
で装入され、そのうち１時間当たり２５８ｇが熔融物と
して直接溶融炉１から排出された。排出されたガス蒸気
混合物は１時間当たり４２　ｇ　　になり、そのうち１
時間当たり３０　ｇが粒子としてフィルタ６に捕集され
、一方１時間当たり１２　ｇがガス蒸気混合物の残余と
して燃焼設備１５に導かれた。そのとき、溶融炉１は１
４００℃の範囲の温度で運転された。

フィルタ塵が熔融すると、常に例えばＣＯｔ、ＳＯ□な
どからなる混合物のような担持ガスが生ずる。なぜなら
、相応する化合物が常にこのフィルタ塵の成分であるか
らである。しかしながら、本発明による方法は比較的少
ない量および最も少ない量の担持ガスでも作用し、蒸気
状の重金属化合物の他に熔融物にさらに蒸気またはガス
が生じない場合でも作用する。この場合には、蒸気状の
重金属化合物が溶融炉１の内部の空間２３に蓄積され、
ついには自然に流出するか、または混合域４内の負圧に
より排出されてさらに加工される。

第５図には、第三の本発明による方法のブロック線図を
示す。これが、第１図によるブロック線図と相違する点
は、吸い込み通風機９の後で、ガスまたはガス混合物お
よびガス蒸気混合物の残っている残余がライン１４を通
って直接煙道ガス浄化設備１７に導かれ、そしてそこで
浄化される点のみである。第６図には、第５図のブロッ
ク線図に対応する装置を概略的に示す。

この配置では、比較的多量のガスまたはガス混合物およ
びガス蒸気混合物の残っている残余を燃焼設備で加熱す
るための付加的なエネルギーを加える必要がないので有
利である。さらに、この量の容積は温めることにより拡
大されないので、既存の煙道ガス浄化設備が用いられる
ことにより、費用のかかる煙道ガス浄化のための付加的
な投資費用がなくなる。特にごみ焼却設備では、通例す
でに煙道ガス浄化設備が存在するので、本発明による装
置のために、存在する煙道ガス浄化設備を一緒に利用す
ることができる。従って、落ち重なるフィルタ灰を発生
現場で非常に経済的に無害にすることができる。

第７図には、第四の本発明による方法のブロック線図を
示す。これが、第３図によるブロック線図と異なる点は
、吸い込み通風機９の後で、ライン１４が直接煙道ガス
浄化設備１７に導かれる点のみである。第８図には、第
７図のブロック線図に対応する装置を示す。この配置の
利点は、すでに第５図および６図と関連して述べである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法の第一の形態のブロック線図
、第２図は第一の本発明による装置の概略図、第３図は
本発明による方法の第二の形態のブロック線図、第４図
は第二の本発明による装置の概略図、第５図は本発明に
よる方法の第三の形態のブロック線図、第６図は第三の
本発明による装置の概略図、第７図は本発明による方法
の第四の形態のブロック線図、第８図は第四の本発明に
よる装置の概略図である。１・・・溶融炉、２．３・・・ライン、４・・・混合域
、５・・・ライン、６・・・フィルタ、８・・・ライン
、９・・・吸い込み通風機、１２．１３・・・送風機、
１４・・・ライン、１５・・・燃焼設備、１６・・・作
用線、１７・・・煙道ガス浄化設備、２０・・・絶縁層
、２１・・・熔融物、２２・・・電気的加熱要素、２３
・・・空間、２５・・・領域、２６・・・保護管ロー　７，１２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）蒸気状の重金属化合物を担持ガスから分離しかつ
担持ガスを逆昇華するための方法であって、少なくとも
一つの溶融炉（１）で発生した蒸気状の重金属化合物が
担持ガスと共にガス蒸気混合物としてこの溶融炉（１）
から排出され、引き続き逆昇華する方法において、ガス
蒸気混合物を排出後すぐに少なくとも一つの混合域（４
）で付加的な冷却ガスまたはガス混合物と共に渦を巻か
せ、このとき蒸気状の重金属化合物の逆昇華により形成
された粒子およびガス蒸気混合物の残余が流体を形成し
、そしてこの流体が次に、粒子を吸収する少なくとも一
つのフィルタ（６）を通って導かれることを特徴とする
方法。
（２）担持ガスを少なくとも部分的に少なくとも一つの
溶融炉（１）に入れることを特徴とする、請求項１に記
載の方法。
（３）ガス蒸気混合物を連続的にまたは間欠的に少なく
とも一つの溶融炉（１）から排出することを特徴とする
、請求項１に記載の方法。
（４）ガス蒸気混合物を少なくとも一つの混合域（４）
で少なくとも１０倍から１００倍までの容積量のガスま
たはガス混合物と共に渦を巻かせることを特徴とする、
請求項１に記載の方法。
（５）少なくとも一つの溶融炉（１）から流出するガス
蒸気混合物の流れ速度を付加的に少なくとも一つの混合
域（４）で負圧により増大させ、そしてこの負圧が、フ
ィルタ（６）に出口側で接続された少なくとも一つの吸
い込み通風機（９）により、またはハウジング（１２）
を通って少なくとも一つの混合域（４）に吹き込まれた
ガスまたはガス混合物により維持されることを特徴とす
る、請求項１に記載の方法。
（６）付加的なガスまたはガス混合物の一部が少なくと
も一つの混合域（４）の内壁を擦過し、かつそれで蒸気
状の重金属化合物がこの内壁で逆昇華するのを防止する
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
（７）少なくとも一つの混合域（４）を溶融炉（１）に
非常に密接に配置することにより、そこで蒸気状の重金
属化合物の全逆昇華が行われることを特徴とする、請求
項１に記載の方法。
（８）ガスまたはガス混合物をガス蒸気混合物の残って
いる残余と共にフィルタ（６）の後で燃焼設備（１５）
にまたは煙道ガス浄化設備（１７）に導くことを特徴と
する、請求項１に記載の方法。
（９）煙道ガス浄化設備（１７）として、既存の煙道ガ
ス浄化設備（１７）を用いることを特徴とする、請求項
８に記載の方法。
（１０）少なくとも一つの加熱要素（２２）を有する少
なくとも一つの溶融炉（１）を備え、この溶融炉で担持
ガスが蒸気状の重金属化合物と共にガス蒸気混合物を形
成し、また少なくとも一つの冷却装置に導かれる、ガス
蒸気混合物のための少なくとも一つの排出開口（ライン
３）を備えた、請求項１による方法を実施する装置にお
いて、排出開口（ライン３）に冷却装置として、負圧で
作用される少なくとも一つの混合域（４）が直接出口側
に接続され、混合域（４）の炉側端部には、付加的なガ
スまたはガス混合物を供給することおよびこれをガス蒸
気混合物と共に渦を巻かせることを可能とする手段が設
けられ、またこの少なくとも一つの混合域（４）に少な
くとも一つのフィルタ（６）が出口側で接続されること
を特徴とする装置。
（１１）少なくとも一つのフィルタ（６）に少なくとも
一つの吸い込み通風機（９）が出口側で接続され、また
は少なくとも一つの送風機（１２）が付加的なガスまた
はガス混合物を少なくとも一つの混合域（４）に供給す
るために設けられていることを特徴とする、請求項１０
に記載の装置。
（１２）少なくとも一つのフィルタ（６）が静電フィル
タとしてまたはバグフィルタとしてまたは布フィルタと
してまたは少なくとも二つのこれらのフィルタ様式の組
み合わせとして形成されていることを特徴とする、請求
項１０に記載の装置。
（１３）少なくとも一つのフィルタ（６）に少なくとも
一つのサイクロンが前に接続されていることを特徴とす
る、請求項１０に記載の装置。
（１４）フィルタ（６）が燃焼設備（１５）とまたは煙
道ガス浄化設備（１７）と作用連結していることを特徴
とする、請求項１０に記載の装置。
（１５）煙道ガス浄化設備（１７）として、既存の煙道
ガス浄化設備（１７）が設けられることを特徴とする、
請求項１４に記載の装置。
（１６）少なくとも一つの加熱要素（２２）が少なくと
も一つの保護管（２６）により溶融炉（１）の内部空間
（２３）に対して遮蔽されることを特徴とする、請求項
１０に記載の装置。