(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスからホウ素を含むリサイクル原料を回収する排ガス処理方法であって、
前記排ガス中からホウ素を含む成分を湿式捕集して捕集液を得る捕集工程と、
前記捕集液を固液分離する第１分離工程と、
前記第１分離工程で得られた抽出液体から不純物を除去することにより、ホウ素溶液を得る溶液形成工程と、
前記第１分離工程で得られた抽出固体を前記ホウ素溶液に混合し、抽出固体含有溶液を得る混合工程と、
前記抽出固体含有溶液を固液分離する第２分離工程と、
前記第２分離工程で得られた抽出固体から前記リサイクル原料を回収する回収工程とを含むことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】
前記溶液形成工程で、イオン交換樹脂を用いて前記抽出液体から不純物を除去することを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理方法。
【請求項３】
前記第１分離工程および前記第２分離工程で、濾過により固液分離を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス処理方法。
【請求項４】
前記第２分離工程で得られた抽出液体を前記溶液形成工程に供給し、
前記溶液形成工程で、前記第１分離工程で得られた前記抽出液体と前記第２分離工程で得られた前記抽出液体から不純物を除去することにより、前記ホウ素溶液を得、
前記回収工程で、前記第２分離工程で得られた前記抽出固体を乾燥させることにより、前記リサイクル原料を回収することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス処理方法。
【請求項５】
前記第２分離工程で得られた抽出液体から不純物を除去することにより、ホウ素溶液を得る第２溶液形成工程と、
前記第２分離工程で得られた抽出固体を前記第２溶液形成工程で得られた前記ホウ素溶液に混合し、抽出固体含有溶液を得る第２混合工程とを更に含み、
前記回収工程で、前記第２混合工程で得られた前記抽出固体含有溶液を乾燥させることにより、前記リサイクル原料を回収することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス処理方法。
【請求項６】
ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスからホウ素を含むリサイクル原料を回収する排ガス処理方法であって、
前記排ガス中からホウ素を含む成分を乾式捕捉して捕集粉を得る捕集工程と、
前記捕集粉を溶液に混合し、捕集粉含有溶液を得る混合工程と、
前記捕集粉含有溶液を固液分離する分離工程と、
前記分離工程で得られた抽出液体から不純物を除去してホウ素溶液を得ると共に、前記ホウ素溶液を前記混合工程の前記溶液として供給する溶液形成工程と、
前記分離工程で得られた抽出固体から前記リサイクル原料を回収する回収工程とを含むことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項７】
前記溶液形成工程で、イオン交換樹脂を用いて前記抽出液体から不純物を除去することを特徴とする請求項６に記載の排ガス処理方法。
【請求項８】
前記分離工程で、濾過により固液分離を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の排ガス処理方法。
【請求項９】
ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスからホウ素を含むリサイクル原料を回収する排ガス処理装置であって、
前記排ガス中のホウ素を含む成分を湿式捕集して捕集液とする捕集手段と、
前記捕集液を固液分離する第１分離手段と、
前記第１分離手段で得られた抽出液体から不純物を除去してホウ素溶液を形成する溶液形成手段と、
前記第１分離手段で得られた抽出固体を前記ホウ素溶液に混合し、抽出固体含有溶液とする混合槽と、
前記抽出固体含有溶液を固液分離する第２分離手段と、
前記第２分離手段で得られた抽出固体から前記リサイクル原料を回収する回収手段とを備えたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１０】
ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスからホウ素を含むリサイクル原料を回収する排ガス処理装置であって、
前記排ガス中からホウ素を含む成分を乾式捕捉して捕集粉とする捕集手段と、
前記捕集粉を溶液に混合し、捕集粉含有溶液とする混合槽と、
前記捕集粉含有溶液を固液分離する分離手段と、
前記分離手段で得られた抽出液体から不純物を除去してホウ素溶液を形成し、前記ホウ素溶液を前記混合槽の前記溶液として供給する溶液形成手段と、
前記分離手段で得られた抽出固体から前記リサイクル原料を回収する回収手段とを備えていることを特徴とする排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスからリサイクル原料を回収する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス溶融炉では、粉状又は粒状のガラス原料をバーナー炎等によって加熱することにより溶融ガラスを製造する。この溶融ガラスは、プレスやブロー等の所定の成形工程を経て、種々のガラス製品になる。
【０００３】
この際、ガラス溶融炉から発生する排ガス中には、ガラス原料中に含まれる成分の一部が気体又は微小固体の状態で含まれる。このため、排ガス中には、ガラス原料としてリサイクルできる成分も多く含まれている。したがって、排ガスからリサイクル原料を回収することができれば、ガラス原料の節約にも寄与し得る。また同時に環境にも配慮することができる。
【０００４】
しかしながら、排ガスからリサイクル原料を回収しようとすると、バーナー炎の燃料やガラス原料に含まれる不純物が原因となって、ガラス品質に悪影響を及ぼす成分が多く含有されてしまう。このため、排ガスから回収されたリサイクル原料をガラス原料として利用するのが困難になっているのが実情である。ここで、ガラス品質に悪影響を与える不純物としては、例えば硫酸塩やハロゲン化物が挙げられ、硫酸塩はガラス中の気泡の発生原因となる。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１には、バーナー炎の燃料として実質的に硫黄分を含まない燃料を使用したり、これに合わせてガラス原料としても硫黄分の少ないものを使用することで、気泡の原因となる硫黄酸化物を排ガス中から減少させ、ガラス原料として利用可能なリサイクル原料を回収することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３８２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ホウ珪酸ガラスの場合、ガラス原料をガラス溶融炉で溶融すると、排ガス中にホウ素が含まれる。このため、排ガス中からホウ素をリサイクル原料として回収することができれば、良質なガラス原料として使用することが可能となる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の方法で排ガス中からホウ素を回収しようとすると、次のような問題が生じ得る。すなわち、不純物の少ない燃料やガラス原料等を使用したとしても、燃料やガラス原料等の不純物成分である硫酸塩やハロゲン化物を完全に除去することはできない。このため、リサイクル原料として、硫酸塩やハロゲン化物も同時に少なからず回収され、ホウ素を効率よく回収できないという問題がある。またこの場合、排ガス中のリサイクル原料の回収を繰り返すと、リサイクル原料中の硫酸塩やハロゲン化物の濃度が増加し、ガラス品質に悪影響を及ぼす要因となり得る。
【０００９】
本発明は、ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスから、ホウ素を効率よく回収することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために創案された第１の発明は、ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスからホウ素を含むリサイクル原料を回収する排ガス処理方法であって、前記排ガス中からホウ素を含む成分を湿式捕集して捕集液を得る捕集工程と、前記捕集液を固液分離する第１分離工程と、前記第１分離工程で得られた抽出液体から不純物を除去することにより、ホウ素溶液を得る溶液形成工程と、前記第１分離工程で得られた抽出固体を前記ホウ素溶液に混合し、抽出固体含有溶液を得る混合工程と、前記抽出固体含有溶液を固液分離する第２分離工程と、前記第２分離工程で得られた抽出固体から前記リサイクル原料を回収する回収工程とを含むことに特徴づけられる。なお、ここでいう「ホウ素」は、ホウ酸などのホウ素化合物を含むものとする（以下、同様）。
【００１１】
このような構成によれば、次のような理由により、ガラス溶融炉の排ガスから、硫酸塩やハロゲン化物等の不純物を実質的に含まないホウ素を効率よく回収することができる。
【００１２】
捕集工程で得られた捕集液は、第１分離工程で抽出液体と抽出固体に固液分離される。このうち、抽出液体は、溶液形成工程で不純物が除去されてホウ素溶液となる。ホウ素溶液には、既にホウ素が溶解しており、ホウ素濃度が高くなっている。このため、混合工程において、抽出固体とホウ素溶液を混合して抽出固体含有溶液とすると、抽出固体中のホウ素は、抽出固体含有溶液中に溶解し難く、未溶解物として残存する。一方、抽出固体中のホウ素以外の不純物（硫酸塩やハロゲン化物など）は、可溶性であり且つホウ素溶液中の不純物濃度も低いため、抽出固体含有溶液中で容易に溶解する。したがって、第２分離工程で、このような溶解状態にある抽出固体含有溶液を固液分離して未溶解物である抽出固体を取り出せば、回収工程で不純物の極めて少ないホウ素を含有するリサイクル原料を回収することができる。
【００１３】
ここで、混合工程でホウ素溶液を導入する代わりに水を導入し、抽出固体と混合することも考えられるが、この場合には、抽出固体中の不純物だけでなく、ホウ素も大部分が溶解してしまう。このため、第２分離工程で固液分離したとしても、ホウ素の大部分が抽出液体として回収されてしまい、不純物との分離を円滑に行うことができなくなる。したがって、混合工程では、上述のように、抽出固体をホウ素溶液と混合することが上記作用効果を享受するために肝要となる。また、系内で精製されるホウ素溶液を使用するため、別途系外からホウ素溶液を導入する必要はない。
【００１４】
上記の方法において、前記溶液形成工程で、イオン交換樹脂を用いて前記抽出液体から不純物を除去することが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、抽出液体中のホウ素を効率よく回収することができる。すなわち、ホウ素は、弱酸のためイオン吸着し難く、イオン交換樹脂を通過する。一方、ホウ素以外の不純物成分（硫酸塩やハロゲン化物など）は、強酸のためイオン吸着し易く、イオン交換樹脂で捕捉される。したがって、イオン交換樹脂を用いれば、抽出液体中のホウ素の量の減少は可及的に低減しつつ、抽出液体中の不純物を効率よく除去することが可能となる。イオン交換樹脂としては、弱塩基性陰イオン交換樹脂を用いることが、ホウ素吸着を防止する観点から好ましい。
【００１６】
上記の方法において、前記第１分離工程および前記第２分離工程で、濾過により固液分離を行うことが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、簡単且つ効率よく固液分離を行うことが可能となる。
【００１８】
上記の方法において、前記第２分離工程で得られた抽出液体を前記溶液形成工程に供給し、前記溶液形成工程で、前記第１分離工程で得られた前記抽出液体と前記第２分離工程で得られた前記抽出液体から不純物を除去することにより、前記ホウ素溶液を得、前記回収工程で、前記第２分離工程で得られた前記抽出固体を乾燥させることにより、前記リサイクル原料を回収するようにしてもよい。
【００１９】
このようにすれば、第２分離工程で生じた抽出液体を無駄にすることなく、固体からリサイクル原料を効率よく回収することができる。
【００２０】
上記の方法において、前記第２分離工程で得られた抽出液体から不純物を除去することにより、ホウ素溶液を得る第２溶液形成工程と、前記第２分離工程で得られた抽出固体を前記第２溶液形成工程で得られた前記ホウ素溶液に混合し、抽出固体含有溶液を得る第２混合工程とを更に含み、前記回収工程で、前記第２混合工程で得られた前記抽出固体含有溶液を乾燥させることにより、前記リサイクル原料を回収するようにしてもよい。
【００２１】
このようにすれば、第２分離工程で生じた抽出液体を無駄にすることなく、液体からリサイクル原料を効率よく回収することができる。
【００２２】
上記課題を解決するために創案された第２の発明は、ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスからホウ素を含むリサイクル原料を回収する排ガス処理方法であって、前記排ガス中からホウ素を含む成分を乾式捕捉して捕集粉を得る捕集工程と、前記捕集粉を溶液に混合し、捕集粉含有溶液を得る混合工程と、前記捕集粉含有溶液を固液分離する分離工程と、前記分離工程で得られた抽出液体から不純物を除去してホウ素溶液を得ると共に、前記ホウ素溶液を前記混合工程の前記溶液として供給する溶液形成工程と、前記分離工程で得られた抽出固体から前記リサイクル原料を回収する回収工程とを含むことに特徴づけられる。
【００２３】
このような構成によれば、次のような理由により、硫酸塩やハロゲン化物等の不純物の回収率を可及的に低減しつつ、ホウ素の回収率を効率よく向上させることができる。
【００２４】
捕集工程で得られた捕集粉は、混合工程で溶液と混合されて捕集粉含有溶液となる。この捕集粉含有溶液は、分離工程で抽出液体と抽出固体に固液分離される。このうち、抽出液体は、溶液形成工程で不純物が除去されてホウ素溶液とされた後、上記の混合工程の溶液として戻される。このため、混合工程では、捕集粉とホウ素溶液が混合されることになるが、ホウ素溶液のホウ素濃度は既に高いため、捕集粉中のホウ素は溶解し難く、未溶解物として溶液中に残存する。一方、捕集粉中のホウ素以外の不純物（硫酸塩や、ハロゲン化物など）は、ホウ素溶液中における濃度が低いため容易に溶解する。したがって、分離工程で、このような溶解状態にある捕集粉含有溶液を固液分離して未溶解物である抽出固体を取り出せば、回収工程で不純物の極めて少ないホウ素を含有するリサイクル原料を回収することができる。
【００２５】
上記の方法において、前記溶液形成工程で、イオン交換樹脂を用いて前記抽出液体から不純物を除去したり、前記分離工程で、濾過により固液分離を行うようにしてもよい。
【００２６】
上記課題を解決するために創案された第３の発明は、ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスからホウ素を含むリサイクル原料を回収する排ガス処理装置であって、前記排ガス中のホウ素を含む成分を湿式捕集して捕集液とする捕集手段と、前記捕集液を固液分離する第１分離手段と、前記第１分離手段で得られた抽出液体から不純物を除去してホウ素溶液を形成する溶液形成手段と、前記第１分離手段で得られた抽出固体を前記ホウ素溶液に混合し、抽出固体含有溶液とする混合槽と、前記抽出固体含有溶液中の未溶解物を取り出すために、前記抽出固体含有溶液を固液分離する第２分離手段と、前記第２分離手段で得られた抽出固体から前記リサイクル原料を回収する回収手段とを備えたことに特徴づけられる。
【００２７】
このような構成によれば、既に説明した第１の発明と同様の作用効果を享受することができる。
【００２８】
上記課題を解決するために創案された第４の発明は、ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスからホウ素を含むリサイクル原料を回収する排ガス処理装置であって、前記排ガス中からホウ素を含む成分を乾式捕捉して捕集粉とする捕集手段と、前記捕集粉を溶液に混合し、捕集粉含有溶液とする混合槽と、前記捕集粉含有溶液中の未溶解物を取り出すために、前記捕集粉含有溶液を固液分離する分離手段と、前記分離手段で得られた抽出液体から不純物を除去してホウ素溶液を形成し、前記ホウ素溶液を前記混合槽の前記溶液として供給する溶液形成手段と、前記分離手段で得られた抽出固体から前記リサイクル原料を回収する回収手段とを備えていることに特徴づけられる。
【００２９】
このような構成によれば、既に説明した第２の発明と同様の作用効果を享受することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように本発明によれば、ホウ素含有ガラス原料を溶融するガラス溶融炉の排ガスから、硫酸塩やハロゲン化物等の不純物の少ないホウ素を回収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス処理装置が組み込まれたガラス溶融設備を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る排ガス処理装置が組み込まれたガラス溶融設備を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る排ガス処理装置が組み込まれたガラス溶融設備を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る排ガス処理装置が組み込まれたガラス溶融設備を示す図である。このガラス溶融設備は、ガラス溶融炉１内で、目的のガラス組成となるように調製されたホウ素含有ガラス原料（以下では、単にガラス原料という。）ａをバーナー炎で加熱し、ホウ珪酸ガラスとなる溶融ガラスを製造する。バーナー炎の燃料としては、例えば、硫黄分の少ないＬＰＧやＬＮＧが用いられることが好ましい。また、ガラス原料ａも、硫黄分の少ないものが用いられることが好ましい。
【００３４】
ガラス溶融炉１から発生する排ガスｂ中には、ガラス原料ａ及びバーナー炎の燃料に由来する微小固体や気化物質が含まれる。このため、排ガスｂには、有用成分であるホウ素以外にも、ガラス原料ａや燃料の不純物に起因する硫酸塩やハロゲン化物を含んでいる。
【００３５】
排ガスｂは、まず、捕集手段２へと導入されるようになっている。この捕集手段２では、排ガスｂを例えば６０〜７０℃まで冷却し、排ガスｂ中に気化した状態で含まれるホウ素を晶出させる。
【００３６】
捕集手段２は、この実施形態では、スプレー塔３と湿式電気集塵機４とから構成された湿式の捕集手段である。なお、捕集手段２は、排ガスからホウ素成分を湿式捕集できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、スクラバーなどあってもよい。
【００３７】
排ガスｂに含まれるホウ素を含む成分（微小固体や気化物質）は、スプレー塔３内に噴霧された水と接触することにより、捕集液ｃとして捕集される。また、スプレー塔３を通過したホウ素を含む成分ｅも、湿式電気集塵機４の水と接触することにより、捕集液ｃとして捕集される。湿式電気集塵機４を通過して清浄化された排ガスｄは、煙突５から大気中に放出される。なお、湿式電気集塵機４は、スプレー塔３の補助的な役割を果たすものであるので省略してもよい。
【００３８】
スプレー塔３及び湿式電気集塵機４で捕集した捕集液ｃは、中和槽６に導入されるようになっている。中和槽６では、捕集液ｃに消石灰ｆ等のアルカリ成分を添加し、酸性を示す捕集液ｃを中和する。これにより、後続工程における配管等の酸による腐食を防止すると共に、捕集液ｃ中のホウ素の溶解度を下げてその回収効率を高める。なお、中和槽６は、省略してもよい。
【００３９】
ここで、捕集液ｃは、水素イオン濃度（ｐＨ）が、例えば、７．５〜１２．０、より好ましくは８．０〜１０．０の弱アルカリ性になるように中和処理する。
【００４０】
中和槽６で中和された捕集液ｇは、固液分離手段としての第１濾過機７に導入されるようになっている。第１濾過機７では、捕集液ｇが固液分離され、抽出液体（濾液）ｈと、抽出固体（濾滓（ケーキ））ｋとに分けられる。なお、抽出固体ｋには、１０〜２０％程度の液体成分が含まれており、この液体成分に不純物が多く含まれている。
【００４１】
第１濾過機７としては、例えば、フィルタープレス、遠心分離、減圧濾過などが挙げられる。
【００４２】
第１濾過機７で得られた抽出液体ｈは、溶液形成手段としてのイオン交換樹脂８に導入されるようになっている。この抽出液体ｈには、硫酸塩、ハロゲン化物、カルシウム、ホウ素が含まれている。イオン交換樹脂８では、抽出液体ｈ中の不純物（例えば、硫酸塩や、ハロゲン化物など）ｉが除去される。詳細には、抽出液体ｈ中のホウ素（主として、ホウ酸）は、弱酸のためイオン吸着し難く、イオン交換樹脂８を通過する。一方、抽出液体ｈ中のホウ素以外の不純物ｉは、強酸のためイオン吸着し易く、イオン交換樹脂８で捕捉され、イオン交換樹脂８を通過することができない。したがって、イオン交換樹脂８に抽出液体ｈを通過させると、不純物ｉが除去されたホウ素溶液ｊが形成される。なお、溶液形成手段としては、例えば、逆浸透膜などを用いてもよいが、ホウ素の回収率が低下するので、イオン交換樹脂を用いることが好ましい。また、カルシウムは、ガラス原料として利用できるのでホウ素に混入していても問題はない。
【００４３】
ここで、ホウ素溶液ｊは、ホウ素が飽和状態又は飽和状態に近いことが好ましい。換言すれば、ホウ素溶液ｊは、ホウ素の高濃度溶液であることが好ましい。ホウ素溶液ｊのホウ素濃度は、例えば、２０℃において０．１〜０．８％であることが好ましく、０．３〜０．６％であることがより好ましい。
【００４４】
一方、第１濾過機７で得られた抽出固体ｋは、混合槽９に導入されるようになっている。この混合槽９には、イオン交換樹脂８で形成されたホウ素溶液ｊも導入され、抽出固体ｋとホウ素溶液ｊが混合槽９内で混合され、抽出固体含有溶液ｌが形成されるようになっている。この際、ホウ素溶液ｊ中のホウ素濃度は既に高いため、抽出固体ｋ中のホウ素は溶解し難く、抽出固体含有溶液ｌ中に未溶解物として残存する。これに対し、ホウ素溶液ｊ中の不純物濃度は低いため、抽出固体ｋ中の不純物は抽出固体含有溶液ｌ中に容易に溶解する。
【００４５】
このような溶解状態を示す混合槽９で得られた抽出固体含有溶液ｌは、第２濾過機１０に導入されるようになっている。この第２濾過機１０では、抽出固体含有溶液ｌが固液分離され、抽出液体ｍと、抽出固体ｎに分けられる。抽出固体ｎには、１０〜２０％程度の液体成分が含まれているが、この液体成分には不純物がほとんど含まれていない。
【００４６】
第２濾過機１０としては、例えば、フィルタープレス、遠心分離、減圧濾過などが挙げられる。
【００４７】
第２濾過機１０で得られた抽出液体ｍは、前記イオン交換樹脂８に導入されるようになっている。すなわち、この実施形態では、第１濾過機７で得られた抽出液体ｈと、第２濾過機１０で得られた抽出液体ｍからイオン交換樹脂８によって不純物ｉを除去し、前記混合槽９へ供給するホウ素溶液ｊを形成するようになっている。
【００４８】
一方、第２濾過機１０で得られた抽出固体ｎは、回収手段としての減圧乾燥機１１に導入されるようになっている。この減圧乾燥機１１では、抽出固体ｎ中に含まれる水分を乾燥除去し、粉末状のリサイクル原料ｏが形成され、ガラス原料ａと共にガラス溶融炉１に供給される。ここで、減圧乾燥対象となる抽出固体ｎは、上述のように、抽出固体含有溶液ｌ中のホウ素を含む未溶解物であるから、乾燥により水分を除去すれば、不純物の少ないホウ素を回収することが可能となる。ホウ素は、ホウ酸として回収されるのが通例である。また、ホウ素と同時にカルシウムが回収されてもよい。一方、排ガスｂ中の不純物ｉは、イオン交換樹脂８によって系外に順次排出されるので、リサイクルを繰り返しても、不純物ｉが濃縮された状態でリサイクル原料ｏに含まれるという事態を確実に回避することができる。
【００４９】
なお、回収手段は、減圧乾燥機１１に限定されるものではなく、この実施形態では、固体から水分を乾燥除去し得る手段であれば特に限定されるものではない。例えば、ロータリードライヤーやバンド乾燥機などであってもよい。
【００５０】
次に、以上のように構成された排ガス処理装置が組み込まれたガラス溶融設備の動作を説明する。
【００５１】
まず、ガラス溶融炉１内にガラス原料ａを投入し、溶融ガラスを製造する。この時に生じる排ガスｂからは、スプレー塔３及び湿式電気集塵機４によってホウ素を含む成分が捕集液ｃとして捕集され、清浄化された排ガスｄが煙突５から大気中に放出される。
【００５２】
捕集液ｃは、中和槽６で中和された後、第１濾過機７によって固液分離される。固液分離された抽出液体ｈは、イオン交換樹脂８へ導入されて不純物ｉが除去され、ホウ素溶液ｊとされた後、混合槽９へ導入される。イオン交換樹脂８で除去された不純物ｉは、系外へと放出される。
【００５３】
一方、固液分離された抽出固体ｋは、ホウ素溶液ｊと共に混合槽９へ導入される。混合槽９内では、抽出固体ｋとホウ素溶液ｊが混合され、抽出固体含有溶液ｌが形成される。抽出固体含有溶液ｌ中には、抽出固体ｋ中のホウ素が未溶解物として残存し、抽出固体ｋ中のホウ素以外の不純物が溶解した状態となる。
【００５４】
このような溶解状態を示す抽出固体含有溶液ｌは、第２濾過機１０によって固液分離される。固液分離された抽出液体ｍは、前記イオン交換樹脂８へ導入され、ホウ素溶液ｊの原料となる。
【００５５】
一方、固液分離された抽出固体ｎは、減圧乾燥機１１によって水分が乾燥除去され、不純物の少ないホウ素を含むリサイクル原料ｏとなる。
【００５６】
なお、特許文献１の方法でリサイクル原料を形成した場合には、リサイクル原料中の不純物は、例えば、硫酸塩で２０００ｐｐｍ、ハロゲン化物で５００００ｐｐｍ程度となるのに対し、この第１実施形態の構成によってリサイクル原料を形成した場合には、リサイクル原料中の不純物を、硫酸塩で１００ｐｐｍ、ハロゲン化物で１００ｐｐｍ程度まで大幅に低減させることが可能となる。
【００５７】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る排ガス処理装置が組み込まれたガラス溶融設備を示す図である。この第２実施形態が、第１実施形態と相違する点は、リサイクル原料を得るための回収工程における乾燥方法にある。なお、共通点については、同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００５８】
すなわち、第１実施形態では、リサイクル原料を固体から形成したのに対し、第２実施形態では、リサイクル原料を液体から形成する点が相違する。なお、図中の第２濾過機１０に至るまでの手順は、第１実施形態と同様であるので、それ以後の工程について説明する。
【００５９】
すなわち、第１混合槽（第１実施形態の混合槽に相当する。）９で得られた抽出固体含有溶液ｌを第２濾過機１０で固液分離し、その抽出液体ａ２を第２イオン交換樹脂２１に導入するようになっている。この第２イオン交換樹脂２１では、抽出液体ａ２から不純物ｂ２を除去してホウ素溶液ｃ２を形成し、第２混合槽２２に導入するようになっている。
【００６０】
一方、第２濾過機１０で得られた抽出固体ｄ２は、ホウ素溶液ｃ２と共に、第２混合槽２２へ導入されるようになっている。第２混合槽２２では、抽出固体ｄ２とホウ素溶液ｃ２が混合され、抽出固体含有溶液ｅ２が形成される。抽出固体含有溶液ｅ２は、純度の高いホウ素を含む未溶解物である抽出固体ｄ２と、ホウ素溶液ｃ２を混合したものであるので、溶液中にはホウ素以外の不純物がほとんど含まれていない。
【００６１】
抽出固体含有溶液ｅ２は、スプレードライヤー２３に導入されるようになっている。スプレードライヤー２３では、抽出固体含有溶液ｅ２が熱風中に噴霧され、熱風の熱によって抽出固体含有溶液ｅ２中の水分が乾燥除去される。この場合も、乾燥対象となる抽出固体含有溶液ｅ２は、上述のように、ホウ素以外の成分をほとんど含まない液体であることから、乾燥により水分を除去すれば、不純物の少ないホウ素を含むリサイクル原料ｆ２を回収することが可能となる。
【００６２】
なお、スプレードライヤー２３で発生した気体ｇ２は、スプレー塔３へ供給されるようになっている。スプレードライヤー２３内に供給する熱風には、例えば、ガラス溶融炉１で生じた熱風が用いられる。また、スプレードライヤー２３に代えて、ドラムドライヤーや、ＣＤドライヤー等を使用することができる。
【００６３】
この第２実施形態の構成によってリサイクル原料を形成した場合にも、リサイクル原料中の不純物は、硫酸塩を１００ｐｐｍ、ハロゲン化物を１００ｐｐｍ程度に抑えることができる。
【００６４】
＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態に係る排ガス処理装置が組み込まれたガラス溶融設備を示す図である。この第３実施形態が、第１実施形態及び第２実施形態と相違する点は、排ガスからホウ素を含む成分を乾式捕集するところにある。なお、共通点については、同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００６５】
すなわち、この実施形態では、捕集手段３１は、冷却塔３２とバグフィルター３３とから構成されている。排ガスｂは、冷却塔３２の風（空気）と接触して冷却されると共に、その冷却された排ガスａ３は、バグフィルター３３に導入されるようになっている。バグフィルター３３では、冷却された排ガスａ３中の固体成分（微小固体や、冷却されて晶出した気体物質）が、捕集粉ｂ３として捕集される。バグフィルター３３を通過した清浄化された排ガスｃ３は煙突５から大気中に放出される。なお、バグフィルター３３に代えて、乾式電気集塵機を使用してもよい。
【００６６】
捕集粉ｂ３は、混合槽３４に導入されるようになっている。混合槽３４では、捕集粉ｂ３と溶液が混合され、捕集粉含有溶液ｅ３が形成される。また、混合槽３４には、消石灰ｄ３等からなるアルカリ成分が添加され、捕集粉含有溶液ｅ３の中和処理が行われるようになっている。なお、溶液は運転開始時（最初）のみ外部から供給される水又はホウ素溶液が利用される。また、中和処理は省略してもよい。
【００６７】
混合槽３４で得られた捕集粉含有溶液ｅ３は、濾過機３５に導入されるようになっている。濾過機３５では、捕集粉含有溶液ｅ３が固液分離される。
【００６８】
濾過機３５で得られた抽出液体ｆ３は、イオン交換樹脂３６に導入されるようになっている。イオン交換樹脂３６では、抽出液体ｆ３から不純物ｇ３が除去され、ホウ素溶液ｈ３が形成される。このホウ素溶液ｈ３は、前記混合槽３４の溶液として戻される。このように混合槽３４にホウ素溶液ｈ３を供給した後は、第１実施形態で説明した理由により、捕集粉含有溶液ｅ３は、捕集粉ｂ３中のホウ素が未溶解物として残存し、且つ、捕集粉ｂ３中の不純物が溶解した状態となる。
【００６９】
一方、濾過機３５で得られた抽出固体ｉ３は、減圧乾燥機３７に導入されるようになっている。乾燥対象となる抽出固体ｉ３は、純度の高いホウ素を含む未溶解物であることから、減圧乾燥機３７で抽出固体ｉ３中に含まれる水分を乾燥除去すれば、不純物の少ないホウ素をリサイクル原料ｊ３として回収することが可能となる。
【００７０】
この第３実施形態の構成によってリサイクル原料を形成した場合にも、リサイクル原料中の不純物は、硫酸塩を１００ｐｐｍ、ハロゲン化物を１００ｐｐｍ程度に抑えることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１      ガラス溶融炉
２      捕集手段
３      スプレー塔
４      湿式電気集塵機
５      煙突
６      中和槽
７      第１濾過機
８      イオン交換樹脂
９      混合槽
１０    第２濾過機
１１    減圧乾燥機
【図１】
0005857802.tif 000002
【図２】
0005857802.tif 000003
【図３】
0005857802.tif 000004