JP4792995B2 - Treatment method for exhaust gas from steel furnaces - Google Patents
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Description
この発明は、広く製鋼用電気炉から発生する排ガス中の有害物質を除去する方法に関し、特にダイオキシン類を含む有機塩素化合物を除去する方法に関する。 The present invention relates generally to a method for removing harmful substances in exhaust gas generated from an electric furnace for steel making, and more particularly to a method for removing organic chlorine compounds including dioxins.
一般的な製鋼用電気炉の排ガスは、特許文献1に記載されている従来技術の様に、電気炉から発生する排ガスを直接吸引する系統と、電気炉から外に漏洩した排ガスを建屋の上部より換気を兼ねて吸引する間接吸引系統からなり、これらを合流させてから濾過式集塵装置で処理している。したがって、濾過式集塵装置の処理ガス量は500,000〜1,000,000m3N/hr程度であり、廃棄物焼却プラントの処理ガス量よりも非常に多い。
The exhaust gas of a general electric furnace for steelmaking, as in the prior art described in
また、送風機を濾過式集塵装置の上流側に配し、濾過式集塵装置の上部に排気口を設けた構造(押し込み式濾過式集塵装置)とする場合が多い。この構造では、煙突を省略できると共に、濾過式集塵装置のケーシングの耐圧を低くできるので、製造コストが抑えられる。 In many cases, a blower is arranged upstream of the filter type dust collector and an exhaust port is provided on the upper side of the filter type dust collector (push-type filter type dust collector). In this structure, the chimney can be omitted and the pressure resistance of the casing of the filtration dust collector can be lowered, so that the manufacturing cost can be suppressed.
製鋼用電気炉の排ガスのダイオキシン類濃度は、「ダイオキシン類対策特別措置法」の施行により、既設施設については5ngTEQ/m3、新設施設については0.5ngTEQ/m3の基準が適用されているが、操業方法の改善などの対策により製鋼用電気炉からのダイオキシン類排出量は年々減少しており、規制値は満足している施設が大部分である。ただし、産業系発生源としては最も多く、我が国の総排出量の1割を占めている。 Dioxin concentration of the exhaust gas of the steel-making electric furnace, the enforcement of the "Law Concerning Special Measures against Dioxins", for existing facilities 5ngTEQ / m 3, for the new facility has been applied to the reference of 0.5ngTEQ / m 3 However, dioxin emissions from steelmaking electric furnaces have been decreasing year by year due to measures such as improving operational methods, and most of the facilities satisfy the regulatory values. However, it is the most industrial source, accounting for 10% of Japan's total emissions.
また、最近は、企業の評価において環境に対する貢献度が重要な要素となっているため、ダイオキシン排出量を現状よりも更に下げたいという要望が高くなっている。さらに、2005年1月から「自動車リサイクル法」から本格施行されているが、ビニールやゴムが付着した鉄スクラップが溶解されることにより製鋼用電気炉から排出されるダイオキシン類濃度が増加することも懸念され、様々な低減対策が検討されている。 Recently, since the degree of contribution to the environment has become an important factor in the evaluation of companies, there is an increasing demand for further reduction of dioxin emissions from the current level. Furthermore, since the "Automobile Recycling Law" has been fully implemented since January 2005, the concentration of dioxins emitted from electric steel furnaces can be increased by melting iron scrap with vinyl and rubber attached. There are concerns and various reduction measures are being considered.
製鋼用電気炉の排ガスは、その温度を概ね100℃以下まで下げることにより、排ガス中のダイオキシン類の大部分が浮遊するダストに付着することが確認されている。そこで、製鋼用電気炉から直接吸引した温度の高い排ガスを、間接吸引した常温に近い排ガス(ほぼ空気)により希釈することなどによって排ガス温度を約60〜80℃とし、この希釈された排ガスを濾過式集塵装置で除塵処理することにより、排ガス中のダイオキシン類濃度を低減する方法がとられている。 It has been confirmed that most of the dioxins in the exhaust gas adhere to floating dust by reducing the temperature of the exhaust gas from the steelmaking electric furnace to approximately 100 ° C. or less. Therefore, the exhaust gas temperature is about 60 to 80 ° C. by diluting the high temperature exhaust gas directly sucked from the steelmaking electric furnace with the near-normally sucked exhaust gas (substantially air), and the diluted exhaust gas is filtered. A method of reducing the concentration of dioxins in the exhaust gas by removing dust with a dust collector is employed.
一方、ダイオキシン類排出量の大幅な削減が求められた廃棄物焼却施設における従来技術では、活性炭吹き込み方式がよく用いられている。粉末活性炭を活性炭貯槽から連続的に供給して濾過式集塵装置の上流側に吹き込み、濾過式集塵装置内部のろ布の表面にダストと共に濾過層を形成してダイオキシン類を吸着する方式である。この方式を、製鋼用電気炉に適用した発明も提案されている(特許文献2)。
ところが、製鋼用電気炉からの排ガス中のダイオキシン処理に対して上述の方法を適用した場合、以下の課題があった。 However, when the above-mentioned method is applied to dioxin treatment in exhaust gas from a steelmaking electric furnace, there are the following problems.
(1)排ガス中のダイオキシン類は、上述のようにダストへ付着させて除塵することによって除去しているので、ダイオキシン類が消滅しているのではなく単にダストに移行しているだけである。この方式によると、除塵装置にて回収されるダストには、排ガス中から除去された量と同じ量のダイオキシン類が含まれることとなる。通常は加湿等の粉塵対策を行って系外に搬出するが、有害物質を含有しているため、その取り扱いには注意が必要である。製鋼用電気炉から排出される排ガスダストは、主に含まれる亜鉛等の重金属の再利用を計るために精錬工場等へ搬出されるが、環境対策の一環として受け入れ基準が今後厳しくなることが予想され、有害成分の含有濃度によっては再利用が不可となる場合もある。その場合、当該ダストは特定の許可を得た処理業者へ委託処理する必要があり、その処分費用等がコストアップの要因となる。 (1) Since the dioxins in the exhaust gas are removed by adhering to the dust and removing the dust as described above, the dioxins are not disappeared but merely transferred to the dust. According to this method, the dust collected by the dust removing device contains the same amount of dioxins as the amount removed from the exhaust gas. Usually, it is taken out of the system by taking dust countermeasures such as humidification, but since it contains harmful substances, it must be handled with care. Exhaust gas dust discharged from steelmaking electric furnaces is mainly transported to refining factories to recycle heavy metals such as zinc, but the acceptance standards are expected to become stricter in the future as part of environmental measures. Depending on the concentration of harmful components, reuse may not be possible. In that case, it is necessary to consign the dust to a processing company with a specific permission, and the disposal cost and the like become a factor of cost increase.
(2)製鋼用電気炉から排出される排ガスは高温(600〜900℃)であり、熱交換器などを通過した後も200〜300℃の温度となっている。したがって、ダイオキシン類を濾過式集塵装置において十分に除去可能な温度である100℃以下とするためには、この排ガスを多量の常温空気で希釈する必要があり、非常に大きな濾過式集塵装置を設置しなければならない。 (2) The exhaust gas discharged from the steelmaking electric furnace has a high temperature (600 to 900 ° C.), and is 200 to 300 ° C. even after passing through a heat exchanger or the like. Therefore, in order to reduce the dioxins to 100 ° C. or less, which is a temperature that can be sufficiently removed in the filtration type dust collector, it is necessary to dilute the exhaust gas with a large amount of room temperature air. Must be installed.
(3)ガス中のダイオキシン類は活性炭の吹き込みを行わない場合でも、濾過式集塵装置によりダストと共に大部分(およそ7〜9割)が除去される。活性炭の吹き込みを行った場合、この除去効率は更に高くなるが、元々濾過式集塵装置で除去されていたダイオキシン類も活性炭に吸着されるため、活性炭吹き込みによりダイオキシン類が追加して削減される量と比較すると、かなり多くの量を吹き込むことが必要となる。製鋼用電気炉の排ガス量は廃棄物焼却施設の10〜100倍と非常に多いので、活性炭の使用量が多くなることは維持コストの面から無視できない問題である。 (3) Most of the dioxins in the gas (approximately 70 to 90%) are removed together with dust by the filtration dust collector even when activated carbon is not blown. When activated carbon is blown in, this removal efficiency is further increased, but dioxins that were originally removed by the filtration dust collector are also adsorbed to the activated carbon, so dioxins are additionally reduced by blowing activated carbon. Compared to the amount, it is necessary to blow in a considerably large amount. Since the amount of exhaust gas in a steelmaking electric furnace is as large as 10 to 100 times that of a waste incineration facility, an increase in the amount of activated carbon used is a problem that cannot be ignored in terms of maintenance costs.
(4)排ガス中へ吹き込んだ活性炭は集塵装置により排ガスダストと共に除去されるため、活性炭を噴霧しない場合と比較して排出ダスト量が増大してしまう。さらに、排出ダスト全体に対する有価重金属の含有割合が低下するため、再利用価値の低下に繋がる。 (4) Since the activated carbon blown into the exhaust gas is removed together with the exhaust gas dust by the dust collector, the amount of exhaust dust increases as compared with the case where the activated carbon is not sprayed. Furthermore, since the content ratio of valuable heavy metals with respect to the entire discharged dust is reduced, the reuse value is reduced.
(5)また、ダイオキシン類の発生は、ビニールやゴムが付着した鉄スクラップが溶解したときに一時的に多くなりやすい。しかし、ダイオキシン類が吸着されるろ布上の濾過層は厚みが数ミリ程度の不均一な層なので、高濃度のダイオキシン類に対しては十分な除去ができないことがあった。製鋼用電気炉はプロセスの時間的な変化が激しく、発生するダイオキシン類濃度に追随する形で活性炭噴霧量を調整することが困難なため、有害物質を安定して低い排出濃度とするためには多量の活性炭を定常的に吹き込み続ける必要がある。 (5) Further, the generation of dioxins tends to increase temporarily when iron scrap to which vinyl or rubber adheres is dissolved. However, since the filtration layer on the filter cloth on which dioxins are adsorbed is a non-uniform layer having a thickness of about several millimeters, sufficient removal may not be possible for high concentrations of dioxins. Electric furnaces for steelmaking are subject to rapid changes in the process, and it is difficult to adjust the amount of activated carbon spray in a form that follows the concentration of dioxins generated. It is necessary to keep blowing a large amount of activated carbon constantly.
(6)さらに、吹き込み用活性炭のサイロや吹き込み装置を別途設ける必要があり、設置スペースの確保の問題もあった。 (6) Further, it is necessary to separately provide a blowing activated carbon silo and a blowing device, and there is a problem of securing the installation space.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、製鋼用電気炉の排ガスや該製鋼用電気炉が設置されている建屋の排ガス(排気)の処理方法において、排ガスからダイオキシン類を効率良く除去することができる製鋼用電気炉等の排ガスの処理方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In the method for treating exhaust gas of a steelmaking electric furnace or exhaust gas (exhaust gas) of a building in which the steelmaking electric furnace is installed, It is an object of the present invention to provide a method for treating exhaust gas such as an electric furnace for steel making that can efficiently remove dioxins.
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1]製鋼用電気炉及び/又は該製鋼用電気炉が設置されている建屋から発生する排ガスの処理方法であって、
濾過式集塵装置により、100〜200℃で排ガス中の煤塵を除去する第1工程と、
第1工程の後、主に鉄鋼材料で作られた活性炭カートリッジに充填された粒状活性炭により排ガス中の有機塩素化合物を吸着する第2工程と、
活性炭の吸着性能が低下して交換時期を迎えるまでの期間、第1工程及び第2工程の処理をした後、前記活性炭カートリッジを粒状活性炭が充填された状態で当該製鋼用電気炉に投入する第3工程と
を備えていることを特徴とする製鋼用電気炉等の排ガス処理方法。
[1] A steel-making electric furnaces and / or treatment method of exhaust gas generated denominated shop or et al formulation steel electric furnace is installed,
A first step of removing dust in the exhaust gas at 100 to 200 ° C. with a filtration dust collector;
After the first step, a second step of adsorbing the organochlorine compound in the exhaust gas with granular activated carbon filled in an activated carbon cartridge made mainly of steel material;
After the treatment of the first step and the second step during the period until the adsorption performance of the activated carbon is lowered and the replacement time is reached , the activated carbon cartridge is charged into the electric furnace for steel making in a state of being filled with granular activated carbon. An exhaust gas treatment method for a steelmaking electric furnace or the like, comprising three steps.
[2]前記活性炭カートリッジは前記濾過式集塵装置の天井部もしくは出口ダクト部へ着脱可能に敷設されていることを特徴とする前記[1]に記載の製鋼用電気炉等の排ガスの処理方法。 [2] The method for treating exhaust gas from an electric furnace for steel making or the like according to [1], wherein the activated carbon cartridge is detachably laid on a ceiling portion or an outlet duct portion of the filtration dust collector. .
[3]前記活性炭カートリッジは、複数の活性炭層から構成され、該活性炭層は、一方をガス流入面、他方をガス流出面とした一組の平行な面を備えていることを特徴とする前記[1]又は[2]に記載の製鋼用電気炉等の排ガスの処理方法。 [3] The activated carbon cartridge includes a plurality of activated carbon layers, and the activated carbon layer includes a pair of parallel surfaces, one of which is a gas inflow surface and the other is a gas outflow surface. A method for treating exhaust gas such as an electric furnace for steel making according to [1] or [2].
[4]前記濾過式集塵装置のろ布は、濾過側の表面がメンブレン加工されていることを特徴とする前記[1]及至[3]のいずれかに記載の製鋼用電気炉等の排ガスの処理方法。 [4] The exhaust gas from the electric furnace for steel making according to any one of [1] to [3], wherein the filter cloth of the filtration type dust collector has a membrane surface on the filtration side Processing method.
上記[1]に記載の発明によれば、排ガス中の有害物質となるダイオキシン類を含む有機塩素化合物は大部分が粒状活性炭に吸着されるので、排出される排ガスは極めて清浄となる。また、濾過式集塵装置での処理温度を従来よりも高温(100〜200℃)とすることにより、ダストへのダイオキシン類の吸着を抑制し、濾過式集塵装置から排出されるダストの有機塩素化合物の含有率を低減させることが可能となる。排ガス浄化に利用した活性炭カートリッジ内の粒状活性炭は、カートリッジに充填されたままの状態で電気炉へ投入されるので、使用済みの活性炭が周囲に飛散したりする恐れがないため作業環境の二次汚染の危険性が低く、交換作業員の安全性が高い。さらに、電気炉に投入された後は、有機塩素化合物は完全に熱分解して無害となる上、カートリッジ本体は電気炉原料として鉄の原料となり、内部充填された粒状活性炭はカーボンの代替として熱源としての効果もあるため、完全なリサイクルが達成可能である。 According to the invention described in [1] above, most of the organochlorine compounds containing dioxins that are harmful substances in the exhaust gas are adsorbed on the granular activated carbon, so that the exhaust gas discharged is extremely clean. In addition, by setting the treatment temperature in the filtration dust collector to a higher temperature (100 to 200 ° C.) than before, adsorption of dioxins to the dust is suppressed, and the organic matter of the dust discharged from the filtration dust collector is reduced. It becomes possible to reduce the content rate of a chlorine compound. The granular activated carbon in the activated carbon cartridge used for exhaust gas purification is put into the electric furnace as it is filled in the cartridge, so there is no risk that the used activated carbon will scatter around the secondary environment. The risk of contamination is low and the safety of replacement workers is high. Furthermore, after being put into the electric furnace, the organic chlorine compound is completely pyrolyzed and harmless, and the cartridge body becomes an iron raw material as an electric furnace raw material, and the internally charged granular activated carbon is a heat source as an alternative to carbon. Therefore, complete recycling can be achieved.
上記[2]に記載の発明によると、活性炭の充填装置はカートリッジ形式を採用しているため、その配置に自由度が高く、上記[2]に記載のように濾過式集塵装置上部及び側部等に設置が可能である。このため、独立して活性炭充填塔を設置する場合に比較して、機器の設置スペースが少なく効率的な機器配置が可能になる。 According to the invention described in [2] above, since the activated carbon filling device adopts a cartridge type, the arrangement thereof has a high degree of freedom, and as described in [2] above, the upper side and the side of the filtration dust collector. It can be installed in a section. For this reason, compared with the case where an activated carbon packed tower is installed independently, installation space is small and efficient device arrangement becomes possible.
上記[3]に記載の発明では、処理対象の排ガスと活性炭を効率的に接触させることが可能となるため、活性炭のもつ吸着能力を十分に使い切ることが可能となる。また、活性炭カートリッジにより発生する圧力損失が、従来の活性炭吸着充填装置と比較して、概ね0.5kPa程度と低く、排ガスファンの負荷軽減となり、設備コスト及び電気代等のランニングコストの低減を可能とする。 In the invention described in [3] above, since the exhaust gas to be treated and activated carbon can be efficiently contacted, the adsorption ability of the activated carbon can be fully used. In addition, the pressure loss generated by the activated carbon cartridge is approximately 0.5 kPa lower than that of the conventional activated carbon adsorption and filling device, reducing the load on the exhaust gas fan and reducing the running costs such as equipment costs and electricity costs. And
上記[4]に記載の発明では、メンブレンコーティングのろ布を利用することで、電気炉に特有の粒径の小さいダストを除去することが可能となる。電気炉排ガスの処理で通常使われているろ布では、通常のばいじん濃度の測定では検出されない微細ダストがろ布を通過して大気放出されていた。濾過式集塵装置の後段に活性炭カートリッジを用いると、その微細ダストがカートリッジ内へ進入し活性炭表面へ付着するため、十分な活性炭の吸着性能が維持できなくなる。また、微細ダストが活性炭カートリッジ内に堆積することにより、活性炭カートリッジの圧力損失が増大して、排ガス吸引ファンの負荷増大になる。一方、メンブレンコーティングのろ布は、微細ダストまで除去可能なため、排ガスはより洗浄され、後段に設置する活性炭カートリッジ内へのダストの侵入及び活性炭吸着能の阻害を防ぐことが可能となる。また、ろ布表面からのダストの剥離性に優れているため、濾過式集塵装置本体の使用時の圧力損失も増加しない。 In the invention described in [4] above, it is possible to remove dust having a small particle size peculiar to an electric furnace by using a membrane-coated filter cloth. In the filter cloth normally used in the treatment of electric furnace exhaust gas, fine dust that is not detected by the usual measurement of dust concentration passes through the filter cloth and is released into the atmosphere. If an activated carbon cartridge is used in the subsequent stage of the filtration type dust collector, the fine dust enters the cartridge and adheres to the activated carbon surface, so that sufficient adsorption performance of activated carbon cannot be maintained. Moreover, when fine dust accumulates in the activated carbon cartridge, the pressure loss of the activated carbon cartridge increases and the load on the exhaust gas suction fan increases. On the other hand, since the filter cloth of the membrane coating can remove even fine dust, the exhaust gas is further washed, and it is possible to prevent the intrusion of dust into the activated carbon cartridge installed in the subsequent stage and the inhibition of the activated carbon adsorption ability. Moreover, since it is excellent in the releasability of the dust from the filter cloth surface, the pressure loss at the time of use of the filtration type dust collector body does not increase.
本発明の実施の形態について、図1に示すガスフローに基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described based on the gas flow shown in FIG.
ちなみに、製鋼用電気炉の排ガスは上述のように電気炉から直接吸引する系統と電気炉が設置された建屋の上部から換気も兼ねて吸引する間接吸引の系統がある。本発明は、ダイオキシン類濃度が高いと考えられる直接吸引系統の排ガスの処理に最も適しているが、ダイオキシン類濃度が比較的低いと考えられる建屋からの排ガス(排気)の処理も可能であり、(A)直接吸引系統の排ガスのみの処理、(B)直接吸引系統の排ガスと建屋からの排気の混合処理、(C)建屋からの排気のみの処理の3パターンが考えられる。以下、本発明の一実施形態として、(B)のパターンについて詳述するが、(A)や(C)のパターンも同様の処理方法である。また、本発明は、ダイオキシン類に限らず、クロロベンゼンやクロロフェノール等も含んだ有機塩素化合物全般の除去に適しているため、以下、除去対象の物質を有機塩素化合物として説明する。 Incidentally, as described above, there are a system in which exhaust gas from a steelmaking electric furnace is directly sucked from the electric furnace and an indirect suction system in which it is also sucked from the upper part of the building where the electric furnace is installed. The present invention is most suitable for the treatment of exhaust gas of a direct suction system considered to have a high dioxin concentration, but it is also possible to treat exhaust gas (exhaust gas) from a building considered to have a relatively low dioxin concentration, There are three possible patterns: (A) treatment of exhaust gas from the direct suction system only, (B) mixing treatment of exhaust gas from the direct suction system and exhaust from the building , and (C) treatment of exhaust from the building only. Hereinafter, the pattern (B) will be described in detail as an embodiment of the present invention, but the patterns (A) and (C) are the same processing method. Further, the present invention is not limited to dioxins but is suitable for the removal of all organic chlorine compounds including chlorobenzene, chlorophenol and the like, and therefore, the substance to be removed will be described as an organic chlorine compound.
図1に示すように、電気炉から発生する排ガス11を専用のファン14にて吸引し、排ガス用濾過式集塵装置17へ搬送する。電気炉出口の排ガス温度燃焼塔出口では最高で900℃程度になるが、これを濾過式集塵装置17の入口において、100〜200℃にまで減温する。廃棄物焼却施設においては排ガス温度を概ね200℃以下に冷却することが義務付けされている様に、この上限温度よりも高いとダイオキシン類の再合成が起きやすくなり、ダイオキシン類濃度が増加するおそれがある。また、この下限温度よりも低いと排ガス中の有機塩素化合物がダストに付着しやすくなるため、濾過式集塵装置17で集塵されて排出されるダスト中の有機塩素化合物濃度が高くなってしまう。また、これらの現象をより確実に回避するためには、濾過式集塵装置の入口温度を120〜160℃とすることがより望ましい。排ガス温度とダイオキシン類濃度との関係について、発明者らが測定分析した結果に基づいて作成したグラフを図2に示す。
As shown in FIG. 1, the
排ガスの減温手段としては、周知の様々な技術手段が適用できるが、例えば、放熱塔(トロンボーン式クーラー)13による方法や、電気炉建屋からの常温の排気空気12を混合させる方法(濾過式集塵装置17の入口温度を温度計16で測定し、その測定結果に基づいて、混合する排気空気12の流量を流量調整弁15によって調整する方法)、あるいは、これらの組合せなどがある。排ガス量は、炉規模や冷却手段の違いなどにもよるが、50トン炉で冷却手段が排気空気混合方式の場合だと、濾過式集塵装置17入口で概ね700,000m3N/h程度となる。
Various known technical means can be applied as the exhaust gas temperature reducing means. For example, a method using a radiator tower (trombone cooler) 13 or a method of mixing normal
濾過式集塵装置17に用いられるろ布には様々な種類があるが、本発明に好適なものは、濾過側の表面にPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のメンブレン加工を施したろ布(以下、「メンブレンフィルタ」と称する。)である。電気炉から発生するダストは、メジアン径が2〜4μm程度と非常に微細なため、メンブレン加工が施されていないろ布では、ダストが擦り抜けるおそれがあるからである。ろ布の材質は、排ガスの温度や性状、必要とされる耐久性などの条件に応じ、適切なものを選択する。たとえば、ガラス織布、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、ポリイミド繊維、テトロン(登録商標)、テファイヤー(登録商標)などが使用できる。
There are various types of filter cloths used in the filtration
活性炭カートリッジは、濾過式集塵装置17の下流側に設ける。図3に示すような、複数の活性炭カートリッジ2を具備した活性炭吸着装置18を独立して設けてもよいし、あるいは、濾過式集塵装置17の内部(クリーンルーム)に活性炭カートリッジ2を配置した一体構造としてもよい。
The activated carbon cartridge is provided on the downstream side of the
活性炭カートリッジは、例えば、一辺の長さが1〜2m程度の6面体とし、処理ガス量に応じて必要なカートリッジ数を決める。1台の活性炭カートリッジに充填されている活性炭の量は、例えば0.5〜1m3(空間速度10,000〜20,000h−1)であるが、排ガス性状、要求される性能などによって適宜選択できる。また、活性炭カートリッジにおける処理ガス温度は、濾過式集塵装置とほぼ同じ温度とすることができるが、温度を下げると活性炭への吸着性能をより向上させることができる。 The activated carbon cartridge is, for example, a hexahedron having a side length of about 1 to 2 m, and the required number of cartridges is determined according to the amount of processing gas. The amount of activated carbon filled in one activated carbon cartridge is, for example, 0.5 to 1 m 3 (space velocity 10,000 to 20,000 h −1 ), but is appropriately selected depending on the exhaust gas properties, required performance, etc. it can. Further, the treatment gas temperature in the activated carbon cartridge can be set to substantially the same temperature as that of the filtration type dust collector. However, when the temperature is lowered, the adsorption performance to the activated carbon can be further improved.
活性炭カートリッジは、活性炭吸着装置18や濾過式集塵装置17から容易に着脱可能なものとすることが望ましい。着脱が容易に可能な構造とすると、劣化(破過)した活性炭が充填された活性炭カートリッジを、新品の若しくは再生された活性炭が充填された活性炭カートリッジに交換することにより、活性炭の入れ替えに要する時間や手間を削減することができ、活性炭吸着装置のメンテナンス時間を短縮することが可能となる。
It is desirable that the activated carbon cartridge be easily detachable from the activated carbon adsorption device 18 and the
活性炭カートリッジに備えられた活性炭収納部の形状は直方体が一般的であるが、該活性炭収納部が、実質的に平行な1組の面の一方をガス流入側面、他方をガス流出側面として有していればこの限りではなく、三角柱や円柱など実質的に平行な1組の面を有するものであれば良い。活性炭収納部を含めた活性炭カートリッジは、製鋼用電気炉のスクラップ原料として利用でき、耐久性や耐熱性もある炭素鋼やステンレス鋼などの鉄鋼材料によって大部分を製作することが望ましい。ガス流入側面及びガス流出側面は、鉄鋼材料で出来た金網、パンチングメタル(打抜金網)などの通気性を有するものを用いる。これらガス流入側面及びガス流出側面は通常は平面であり、また、互いに実質的に平行であることが必要である。なお、これらガス流入側面及びガス流出側面は通常は共に長方形で、かつ、面対称とする。 The shape of the activated carbon storage section provided in the activated carbon cartridge is generally a rectangular parallelepiped, but the activated carbon storage section has one of a set of substantially parallel surfaces as a gas inflow side and the other as a gas outflow side. If it has, it will not be this limitation, What is necessary is just to have one set of substantially parallel surfaces, such as a triangular prism and a cylinder. The activated carbon cartridge including the activated carbon storage section can be used as a raw material for scraps of an electric furnace for steel making, and it is desirable to produce a large part of the steel material such as carbon steel and stainless steel having durability and heat resistance. As the gas inflow side and the gas outflow side, a gas net made of steel material, a punching metal (punched metal net) or the like having air permeability is used. These gas inflow side and gas outflow side are usually flat and need to be substantially parallel to each other. Note that these gas inflow side and gas outflow side are usually both rectangular and plane symmetric.
活性炭収納部に充填する活性炭は、粒径が0.5mm以上3.4mm以下(粒度が6メッシュ以上32メッシュ以下)が好ましい。従来の排ガス用活性炭吸着装置で一般的に用いられている活性炭の粒径は4〜8mm程度であるが、これらよりも粒径が小さい活性炭を使用したのは、活性炭への有機塩素化合物の吸着は活性炭粒の表面近傍で大部分が行われていると考えられるからである。したがって、粒径が小さい程排ガスとの接触面積が増え、活性炭層の厚さが同じ場合での比較で、除去効率が高くなる。また、上記から、粒径が小さい活性炭を用いた場合、活性炭吸着装置としての除去率を従来と同じにする場合には活性炭量をより少なくできる。 The activated carbon filled in the activated carbon storage part preferably has a particle size of 0.5 mm to 3.4 mm (particle size of 6 mesh to 32 mesh). The particle size of the activated carbon generally used in the conventional activated carbon adsorption apparatus for exhaust gas is about 4 to 8 mm, but the activated carbon having a smaller particle size is used to adsorb the organic chlorine compound on the activated carbon. This is because most of the activated carbon particles are considered to be near the surface. Therefore, the smaller the particle size, the larger the contact area with the exhaust gas, and the higher the removal efficiency compared with the case where the activated carbon layer has the same thickness. Moreover, when activated carbon with a small particle diameter is used from the above, when the removal rate as an activated carbon adsorption apparatus is made the same as the past, the amount of activated carbon can be decreased.
しかし、粒径が小さい活性炭を用いた場合、流動化しやすくなるという問題が生じる場合があるので、活性炭を活性炭収納部に密に充填し、濾過流速を速くしても活性炭層のいずれの部分にも流動化が起こらないようにすることが望ましい。このように実質的に流動化できない状態に充填する方法としては、バイブレータで振動を与えながら充填する、充填時に棒などで上から押さえつけるなどの方法が挙げられる。また、活性炭層と活性炭収納部の蓋との間にも隙間が生じない様に、グラスウールなどの緩衝材を用いて圧着させてもよい。 However, if activated carbon with a small particle size is used, there may be a problem that it becomes easy to fluidize. Therefore, even if the activated carbon is closely packed in the activated carbon storage part and the filtration flow rate is increased, any part of the activated carbon layer may be used. It is desirable to prevent fluidization from occurring. Examples of the method of filling in such a state that it cannot substantially be fluidized include a method of filling while applying vibration with a vibrator, or pressing from above with a stick or the like during filling. Moreover, you may make it crimped | bond using buffer materials, such as glass wool, so that a clearance gap may not arise between an activated carbon layer and the lid | cover of an activated carbon storage part.
充填する活性炭の種類は、円柱状炭(成形炭)、破砕炭、顆粒炭、球状炭のいずれでもよい。ここで、球状炭は形状的には最も好ましいが非常に高価であり、破砕炭や顆粒炭は粒径のばらつきが大きく、ガス流入側面やガス流出側面のガス透過板の孔を擦り抜けるものも含まれてしまうおそれがあることから、円柱状炭(成形炭)であることが最も望ましい。 The type of activated carbon to be filled may be any of columnar charcoal (forming charcoal), crushed charcoal, granulated charcoal, and spherical charcoal. Here, spheroidal coal is most preferable in shape but very expensive, and crushed coal and granulated coal have a large variation in particle size, and some of them rub through the holes of the gas permeation plate on the gas inflow side and gas outflow side. Since it may be contained, it is most desirable to use columnar charcoal (coal).
ここで、本発明において用いる活性炭カートリッジの一例について図4のモデル図に基づいて説明する。図4(a)は活性炭層の断面図、図4(b)は活性炭層の斜視図、図4(c)は活性炭カートリッジの断面図、図4(d)は活性炭カートリッジの斜視図である。 Here, an example of the activated carbon cartridge used in the present invention will be described based on the model diagram of FIG. 4A is a sectional view of the activated carbon layer, FIG. 4B is a perspective view of the activated carbon layer, FIG. 4C is a sectional view of the activated carbon cartridge, and FIG. 4D is a perspective view of the activated carbon cartridge.
本発明において用いる活性炭カートリッジ2は、直方体の活性炭層1を4層具備している。ただし、該活性炭層1の数は、該活性炭カートリッジ2の処理ガス量などに応じて適宜決定されるもので、特に4層に限定されるものではない。排ガスは、該活性炭カートリッジ2の開口部を有する一面(入口面)から内部に入り、該活性炭層1をクロスフローで通過し、入口面と向き合った出口面から排出される。排ガスがこの該活性炭層1を通過するに際し、排ガス中から有機塩素化合物が吸着により除去される。
The activated
該活性炭層1は、収納部1aを備え、該活性炭収納部1aが、平行な1組の面を、一方をガス流入側面1b、他方をガス流出側面1cとして有し、さらに、内部に充填される活性炭を交換可能とする開閉可能な蓋部1dを具備し、かつ、内部に粒径が0.5mm以上3.4mm以下の活性炭ACが蓋部1dとの隙間がなく圧密充填されて、内部の活性炭ACが実質的に流動化できない状態に密に充填されている。このとき、ガス流入側面1bとガス流出側面1cとの間に形成される活性炭ACからなる活性炭層の厚さDは100mm以下であることが望ましい。
The activated
そして、活性炭吸着装置18(活性炭カートリッジ2)を通過した排ガスを、ファン21にて吸引し、排気塔22から放出する。
The exhaust gas that has passed through the activated carbon adsorption device 18 (activated carbon cartridge 2) is sucked by the
一方、電気炉が設置された建屋からの排気12は、一般的に有機塩素化合物濃度が低く、ほぼ常温なので、ファン19にて吸引してから建屋用濾過式集塵装置20で除塵処理のみを行って、大気に放出する。
On the other hand, the
なお、活性炭カートリッジ2は、所定の期間使用した後、粒状活性炭が充填された状態で電気炉に投入される。
The activated
以上が、本発明の一実施形態の説明であるが、さらに詳細を以下に述べる。 The above is the description of one embodiment of the present invention, and further details will be described below.
製鋼用電気炉の排ガスは、濾過式集塵装置によってダストや重金属等が除去される。従来の製鋼用電気炉の排ガス処理設備では、排ガス温度を80℃以下に下げて気相中の有機塩素化合物を浮遊するダストに付着させてから除塵処理を行うことにより、排ガス中の有機塩素化合物を除去していた。 Dust, heavy metals, and the like are removed from the exhaust gas from the steelmaking electric furnace by a filtration dust collector. In conventional exhaust gas treatment equipment for steelmaking electric furnaces, the exhaust gas temperature is lowered to 80 ° C. or lower, and the organic chlorine compound in the gas phase is attached to the floating dust, and then the dust removal treatment is performed. Had been removed.
これに対して、本発明の一実施形態では、濾過式集塵装置における排ガス処理温度を120〜160℃とし、有機塩素化合物が気相中に存在する割合を増やし、ダストに付着する有機塩素化合物の量を減らして除塵処理する。このことによって、濾過式集塵装置で捕集されるダストの有機塩素化合物濃度を低減させることができる。気相中に存在する有機塩素化合物は、大部分が有機塩素化合物濾過式集塵装置のろ布を擦り抜けるが、これらは濾過式集塵装置の内部または下流に設置された活性炭カートリッジによりほぼ完全に補足され、大気中には清浄化された排ガスが放出される。 On the other hand, in one embodiment of the present invention, the exhaust gas treatment temperature in the filtration type dust collector is 120 to 160 ° C., the proportion of the organic chlorine compound existing in the gas phase is increased, and the organic chlorine compound that adheres to the dust Reduce the amount of dust. This can reduce the organochlorine compound concentration in the dust collected by the filtration type dust collector. Most of the organic chlorine compounds present in the gas phase scrub through the filter cloth of the organic chlorine compound filtering dust collector, but these are almost completely removed by the activated carbon cartridge installed inside or downstream of the filtering dust collector. As a result, purified exhaust gas is released into the atmosphere.
カートリッジ内では排ガスと活性炭が接触することにより、排ガス中の有機塩素化合物を中心とした有害成分が活性炭により吸着除去される。活性炭は、通ガスする時間に伴って吸着性能や吸着の余力が徐々に低下するが、本発明における活性炭の寿命はおよそ半年から1年程度であることが実施した試験により確認されており、日常の運転時においては活性炭の交換やメンテナンスを必要としない。活性炭の吸着性能が低下して交換時期を迎えた場合は、カートリッジ内部から活性炭を取り出す方法ではなく、活性炭吸着塔や濾過式集塵装置からカートリッジごと搬出する方法で行う。そして、新しい活性炭が充填された新規のカートリッジを装着する。 In the cartridge, exhaust gas and activated carbon come into contact with each other, and harmful components such as organochlorine compounds in the exhaust gas are adsorbed and removed by the activated carbon. Activated carbon gradually decreases in adsorption performance and adsorption capacity with the passage of gas, but it has been confirmed by tests conducted that the life of activated carbon in the present invention is about half a year to about one year. No replacement or maintenance of activated carbon is required during operation. When the adsorption performance of the activated carbon decreases and the replacement time comes, it is not the method of taking out the activated carbon from the inside of the cartridge, but the method of carrying out the cartridge from the activated carbon adsorption tower or filtration type dust collector. Then, a new cartridge filled with new activated carbon is mounted.
使用済みの活性炭カートリッジは、カートリッジ本体が主に鉄鋼材料で製作されたものであり、その状態のままで電気炉に投入し、他のスクラップ原料と共に処理することができる。炉内は1000℃以上の高温となるで溶融されるため、活性炭に吸着された有機塩素化合物は瞬時に分解して無害化される。また、カートリッジ本体はスクラップ鉄原料となり、活性炭はカーボン代替の熱源となるので、使用済みの活性炭カートリッジを資源として完全にリサイクルすることが可能となる。 The used activated carbon cartridge has a cartridge body mainly made of a steel material, and can be put into an electric furnace in this state and processed together with other scrap raw materials. Since the inside of the furnace is melted at a high temperature of 1000 ° C. or higher, the organic chlorine compound adsorbed on the activated carbon is instantly decomposed and rendered harmless. In addition, since the cartridge main body becomes a raw material for scrap iron and activated carbon becomes a heat source for carbon replacement, it becomes possible to completely recycle a used activated carbon cartridge as a resource.
処理ガス量300m3N/hr、活性炭充填量30L(空間速度10,000h−1)の小型試験装置を用いて本発明を実施した結果(本発明例)を表1に示す。これに対して、従来技術によって実施した結果(従来例)を表2に示す。 Table 1 shows the results (examples of the present invention) of implementing the present invention using a small test apparatus having a processing gas amount of 300 m 3 N / hr and an activated carbon filling amount of 30 L (space velocity 10,000 h −1 ). On the other hand, Table 2 shows the results (conventional example) implemented by the prior art.
従来例では、表2に示すように、処理後(濾過式集塵装置出口)のダイオキシン類濃度(毒性等量)が0.4ngTEQ/m3であったのに対して、本発明例では、表1に示すように、処理後(活性炭カートリッジ出口)のダイオキシン類濃度(毒性等量)が0.01ngTEQ/m3未満と大幅に低減していた。 In the conventional example, as shown in Table 2, the dioxin concentration (toxic equivalent amount) after the treatment (filter-type dust collector outlet) was 0.4 ngTEQ / m 3 , whereas in the present invention example, As shown in Table 1, the dioxin concentration (toxic equivalent amount) after treatment (activated carbon cartridge outlet) was significantly reduced to less than 0.01 ngTEQ / m 3 .
これによって、本発明の有効性を確認することができた。 Thereby, the effectiveness of the present invention could be confirmed.
1 活性炭層
1a 活性炭収納部
1b ガス流入側面
1c ガス流出側面
1d 蓋部
2 活性炭カートリッジ
11 電気炉からの排ガス
12 建屋からの排気(排ガス)
13 放熱塔
14 ファン
15 流量調整弁
16 温度計
17 排ガス用濾過式集塵装置
18 活性炭吸着装置
19 ファン
20 建屋用濾過式集塵装置
21 ファン
22 排気塔
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
濾過式集塵装置により、100〜200℃で排ガス中の煤塵を除去する第1工程と、
第1工程の後、主に鉄鋼材料で作られた活性炭カートリッジに充填された粒状活性炭により排ガス中の有機塩素化合物を吸着する第2工程と、
活性炭の吸着性能が低下して交換時期を迎えるまでの期間、第1工程及び第2工程の処理をした後、前記活性炭カートリッジを粒状活性炭が充填された状態で当該製鋼用電気炉に投入する第3工程と
を備えていることを特徴とする製鋼用電気炉等の排ガス処理方法。 A processing method of an exhaust gas generated denominated shop or al steelmaking electric furnaces and / or formulation steel electric furnace is installed,
A first step of removing dust in the exhaust gas at 100 to 200 ° C. with a filtration dust collector;
After the first step, a second step of adsorbing the organochlorine compound in the exhaust gas with granular activated carbon filled in an activated carbon cartridge made mainly of steel material;
After the treatment of the first step and the second step during the period until the adsorption performance of the activated carbon is lowered and the replacement time is reached , the activated carbon cartridge is charged into the electric furnace for steel making in a state of being filled with granular activated carbon. An exhaust gas treatment method for a steelmaking electric furnace or the like, comprising three steps.
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