JP2008249189A - ダスト処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱効率の優れたダスト処理装置を提供すること。
【解決手段】重金属を含むダストを供給する供給口４ｃと排出のための排出口４ｄとを設けた内筒４と、内筒４を覆う外筒３とからなり、前記外筒３には内筒４に供給されたダスト１０を加熱するためのマイクロ波発振器５を配設し、前記内筒４はマイクロ波照射部分を電磁波透過材料４ａとし、前記排出口４ｄには、内筒４内を通過するダスト１０を所定時間内筒４内に滞留させるようにするための定量排出機構８を配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダスト処理装置に関し、特に、電気炉や焼却炉から排出されるダストから重金属を捕集するダスト処理装置に関するものである。

従来、電気炉や焼却炉から排出されるダストに含まれる重金属を処理する装置として、例えば、図３に示す装置が採用されている。
この従来のダスト処理装置２０は、電気炉や焼却炉（以下、ダスト発生源Ｘという）から排出されるダストを含む排ガスを吸引ファンＦ’によって、ガスクーラ（図示省略）を介して集塵機Ｓ’（例えば、バグ式集塵機等）に導入し、集塵機Ｓ’から排出される重金属を含むダストを処理するものである。

このダスト処理装置２０は、亜鉛などの重金属を含んだダストを貯留するホッパ２２と、該ホッパ２２と定量供給機構２２ａを介して連結される筐体２１と、処理したダストを一定量ずつ徐々に排出する定量排出機構２３と、筐体２１に配設した加熱装置となる上部炭素電極２４ａ及び下部炭素電極２４ｂとからなる。
筐体２１は、上部炭素電極２４ａと下部炭素電極２４ｂとの間の部分を伝熱蒸留部２１ｂ、上部炭素電極２４ａより上方部分を燃焼室２１ａとし、燃焼室２１ａの部分には空気取入口２５と、その上部に排ガス煙道２６が配設されている。

定量供給機構２２ａから供給されるダストは、シュート２２ｂを通って筐体２１の伝熱蒸留部２１ｂに蓄えられる。
上部炭素電極２４ａ及び下部炭素電極２４ｂによる通電加熱によりダストは１０００℃以上まで加熱される。
そして、ダストは、加熱により伝熱蒸留が施され、伝熱蒸留部２１ｂにおいて還元蒸留ガスが発生する。
還元蒸留ガスは、一酸化炭素、二酸化炭素及び亜鉛を主体とする重金属を含有するガスで、通常、前記ホッパ２２に貯留されるダストには、造粒機によってコークス等のカーボンを練り混ぜてペレット化しており、還元蒸留ガスに含まれる重金属のうち、例えば、亜鉛は炭化亜鉛として含有されている。

そして、還元蒸留ガスは、供給されたダスト粒子間を通過し、筐体２１の燃焼室２１ａに上昇した前記還元蒸留ガスは、燃焼室２１ａにおいて酸化される。
これによって、伝熱蒸留部２１ｂで気化した重金属（例えば、亜鉛）が酸化物（例えば、酸化亜鉛）となり、吸引ファンＦによって吸引される。
吸引される重金属を含むガスは、排ガス煙道２６を通過し、サイクロン装置Ｂ、集塵機Ｓによって捕集される。
伝熱蒸留部２１ｂに貯留されるダストは、定量排出機構２３によって荷下りしながら排出され、新たに定量供給機構２２ａからダストが追加されることによって、伝熱蒸留部２１ｂにおける伝熱蒸留と燃焼室２１ａにおける酸化とが繰り返される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、このダスト処理装置２０では、ダストの加熱に際して、炭素電極を使用するため、炭素電極周辺から熱伝達されダスト全体が加熱されるもので、加熱効率が低いという問題があった。
特公昭５７−５８６１号公報

本発明は、上記従来のダスト処理装置の有する問題点に鑑み、加熱効率の優れたダスト処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のダスト処理装置は、重金属を含むダストを供給する供給口と排出のための排出口とを設けた内筒と、内筒を覆う外筒とからなり、前記外筒には内筒に供給されたダストを加熱するためのマイクロ波発振器を配設し、前記内筒はマイクロ波照射部分を電磁波透過材料とし、前記排出口には、内筒内を通過するダストを所定時間内筒内に滞留させるようにするための定量排出機構を配設したことを特徴とする。

この場合において、電磁波透過材料を、セラミックとすることができる。

さらに、これらの場合において、内筒を、外筒内に複数本並列して配設することができる。

本発明のダスト処理装置によれば、重金属を含むダストを供給する供給口と排出のための排出口とを設けた内筒と、内筒を覆う外筒とからなり、前記外筒には内筒に供給されたダストを加熱するためのマイクロ波発振器を配設し、前記内筒はマイクロ波照射部分を電磁波透過材料とし、前記排出口には、内筒内を通過するダストを所定時間内筒内に滞留させるようにするための定量排出機構を配設したから、内筒に供給されるダストを所定時間滞留させてダスト内の炭素部分のほか、酸化鉄や酸化亜鉛等の重金属の酸化物を選択加熱することができ、効率よくダスト内の重金属を還元し、蒸留ガスとして内筒の上部に送ることのできるダスト処理装置を提供することができる。

また、電磁波透過材料を、セラミックとするときは、比較的安価なセラミック（例えば、アルミナ等）を利用することによって、装置を安価に製造することができる。

さらに、また、内筒を、外筒内に複数本並列して配設するときは、大量のダストを効率よく処理することができる。

以下、本発明のダスト処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明のダスト処理装置の第１実施例を示す。
このダスト処理装置１は、従来例と同様、電気炉や焼却炉（以下、ダスト発生源Ｘという）から排出されるダストを含む排ガスを吸引ファン（図３参照）によって、ガスクーラ（図示省略）を介して集塵機（例えば、バグ式集塵機等）に導入し、集塵機から排出される重金属を含むダスト１０を処理するものである。

ダスト処理装置１は、重金属を含むダストを供給する供給口４ｃと排出のための排出口４ｄとを設けた内筒４と、内筒４を覆う外筒３とからなり、前記外筒３には内筒４に供給されたダストを加熱するためのマイクロ波発振器５を配設し、前記内筒４はマイクロ波照射部分を電磁波透過材料４ａとし、前記排出口４ｄには、内筒４内を通過するダスト１０を所定時間内筒４内に滞留させるようにするための定量排出機構８を配設するようにしている。

外筒３及び内筒４の形状は特に限定されず、立方体で構成するほか、円筒形であっても構わない。

内筒４は、上部に設けたダストの供給口４ｃをロータリバルブ等からなる定量供給機構９を介して、供給ホッパ６と連結するとともに、その下部に設けた排出口４ｄを処理したダストを一定量ずつ徐々に排出し、内筒４内を通過するダストを所定時間内筒４内に滞留させるようにするための定量排出機構８を介して排出ホッパ７と連結するようにしている。
排出ホッパ７の下部には、処理されたダストを外部に排出するためのコンベアなどからなる移送手段Ｃを配設するようにしている。
なお、移送手段Ｃには、通常のコンベアのほか、気体輸送装置を用いることもできる。

定量排出機構８は、内筒４内に供給されるダストを所定時間内筒４内に滞留させるようにするもので、その構成を特に限定されず、従来例同様に排出口４ｄを塞ぐ円錐状の蓋部材として、排出口４ｄからの離間距離によって排出量を調整するように構成したもののほか、例えば、ロータリバルブ等を利用することができる

そして、内筒４のマイクロ波が照射される部分は、電磁波透過材料４ａ、例えばセラミック等から構成し、外筒３に配設したマイクロ波発振器５から発振されるマイクロ波を内筒４の内部に供給されるダストに照射するようにしている。
この場合、ダストは、ダスト発生源Ｘから排出された後、従来例と同様、コークス等のカーボンを練り混ぜて造粒機によってペレット化しており、照射される電磁波は、コークス（炭素部分）のほか、酸化鉄や酸化亜鉛等の重金属の酸化物を選択加熱することができ、加熱されたコークスによって効率よくダスト内に含まれる重金属を還元し、気化することができる。
なお、ダストは、必ずしも造粒機によってペレット化する必要はなく、粉体のまま内筒４の内部に供給するようにしてもよい。

外筒３は、外壁面に多数のマイクロ波発振器５を配設し、内筒４の電磁波透過材料４ａの部分に電磁波を照射するようにしている。
また、外筒３は、図１に二点鎖線で示す隔壁３ｃによって、酸化室３ｄとマイクロ波照射室３ｅとに区画するようにしても構わない。
酸化室３ｄには、従来例と同様、空気取入口３ａと排ガス煙道３ｂとを配設し、内筒４の上部に配設したガス排出口４ｂから導入される重金属が気化した排ガスを処理するようにしている。

しかして、ダスト発生源Ｘから排出されたダストを、必要に応じて、まず、造粒機によってコークス等のカーボンを練り混ぜてペレット化する。
このダストは、適宜手段によって、供給ホッパ６内に貯留され、定量供給機構９を介して、内筒４内に供給される。このとき、内筒４の下方に配設した定量排出機構８は、ダストを内筒４内に貯留するように調節する。

そして、内筒４内にダストが所定量（内筒４の電磁波透過材料４ａ上端付近まで供給されたとき）溜まった時点で、マイクロ波発振器５を作動せしめ、マイクロ波によるダスト加熱を開始する。
マイクロ波発振器５の作動は、ダストが内筒４に半分程度まで供給された時点で開始することもでき、ダストが所定量まで供給された後は、定量排出機構８を作動させ、ダストが内筒４内において１〜２時間程度滞留し、マイクロ波発振器５によって加熱されるように制御運転を行うようにする。
この場合、供給されるダストの上限が内筒４の上部に配設したガス排出口４ｂを越えることがないように、定量排出機構８の作動と定量供給機構９の作動とを同期させながら運転を行うこともできる。

そして、内筒４内で加熱されるダストは、従来例と同様、加熱されることによって、還元ガスとなり、供給されたダスト粒子間を通過して上昇し、内筒４の上部に配設したガス排出口４ｂから、外筒３の上部に形成した酸化室３ｄ内に導入され、空気取入口３ａから導入される空気によって酸化される。
これにより、ダスト内に含まれる重金属（例えば、亜鉛）は、内筒４内で気化し、酸化室３ｄで、酸化物（例えば、酸化亜鉛）となり、排ガス煙道３ｂを通過し、サイクロン装置Ｂ、集塵機Ｓによって捕集される。

図２に、本発明のダスト処理装置の第２実施例を示す。
このダスト処理装置１は、第１実施例の内筒を、外筒内に複数本並列して配設するようにしている。

外筒３及び内筒４の形状は、第１実施例と同様に、特に限定されるものではないが、本実施例では、図２に示すように、立方体の外筒３内に円筒状の内筒４を配設するようにしている。

内筒４の配設数は特に限定されものではなく、処理するダストの量によって適宜決定されるものであるが、本実施例においては、図２に示すように、８本配設した例を示す。

外筒３の外周壁には、内筒４の電磁波透過材料４ａ部分に併せて、多数のマイクロ波発振器５を配設し、内筒４内に供給されるダストを加熱するようにしている。

また、外筒３の上部に配設する排ガス煙道３ｂは、図２（ａ）に示すように、１個所に配設するだけでなく、図２（ｂ）の二点鎖線で示すように、複数個所に配設するようにしても構わない。

上記構成において、ダスト中の重金属を処理するときは、実施例１と同様に、供給ホッパ６内から、定量供給機構９を介して、下方に配設した定量排出機構８を閉鎖した状態の内筒４内にダストを供給し、マイクロ波発振器５からマイクロ波を照射することによって、ダスト中の重金属は、還元ガスとなり、供給されたダスト粒子間を通過して上昇し、内筒４の上部に配設したガス排出口４ｂから、外筒３の上部に形成した酸化室３ｄに導入され、空気取入口３ａから導入される空気によって酸化される。
これによって、ダスト内に含まれる重金属（例えば、亜鉛）は、内筒４内で気化し、酸化室３ｄで、酸化物（例えば、酸化亜鉛）となり、排ガス煙道３ｂを通過し、サイクロン装置Ｂ、集塵機Ｓによって捕集される。

なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様である。

以上、本発明のダスト処理装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のダスト処理装置は、マイクロ波発振器を使用して、ダスト内に含まれる重金属を効率よく処理することができることから、一般の電気炉設備や焼却炉設備におけるダスト処理装置として好適に用いることができる。

本発明のダスト処理装置の第１実施例を示す一部断面の正面図である。 本発明のダスト処理装置に第２実施例を示す一部断面の正面図である。 従来のダスト処理装置を示すフロー図である。

符号の説明

１ ダスト処理装置
２ 筐体
３ 外筒
４ 内筒
４ａ 電磁波透過材料
４ｃ 供給口
４ｄ 排出口
５ マイクロ波発振器
８ 定量排出機構
１０ ダスト
Ｓ 集塵機
Ｘ ダスト発生源

Claims (3)

1. 重金属を含むダストを供給する供給口と排出のための排出口とを設けた内筒と、内筒を覆う外筒とからなり、前記外筒には内筒に供給されたダストを加熱するためのマイクロ波発振器を配設し、前記内筒はマイクロ波照射部分を電磁波透過材料とし、前記排出口には、内筒内を通過するダストを所定時間内筒内に滞留させるようにするための定量排出機構を配設したことを特徴とするダスト処理装置。
2. 電磁波透過材料を、セラミックとしたことを特徴とする請求項１記載のダスト処理装置。
3. 内筒を、外筒内に複数本並列して配設したことを特徴とする請求項１又は２記載のダスト処理装置。

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