JP2000157816A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バグフィルタ等の濾過装置において濾過材全
体で均一に粉塵等の濾過対象物を捕集する。 【解決手段】 バグフィルタ１を構成する濾過材は１Ａ
〜１Ｃ或いは１Ｃ〜１Ｆ等のように異なる濾過材により
形成されている。例えば濾過材１Ａ〜１Ｃでは下段の濾
過材ほど開口面積を大きく設定し、また濾過材Ｃ〜１Ｆ
の場合には濾過材の厚みが上段のものほど大きく設定し
てある。これにより従来濾過材の差圧が最も大きかった
処理ガス出口２近傍と、最も小さかったバグフィルタ下
端部とにおいて差圧を均一にし、これにより濾過材を通
過する未処理ガスＤＧがバグフィルタ１のどの位置にお
いてもほぼ均一な通過速度で通過することによりバグフ
ィルタ全体で均一に粉塵を捕集し、バグフィルタの性能
を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は濾過装置に係り、特
にバグフィルタと称される気体濾過装置（集塵装置）と
して好適な濾過装置に関する。

【０００２】例えば各種廃棄物を焼却する施設から排出
される排ガス等、粉塵を含む気体中からこの粉塵を除去
する装置の一つとしてバグフィルタ（バッグフィルタと
も称する）がある。特に粉塵の粒径が１μ以下の場合に
はバグフィルタは高い集塵性能を発揮することが知られ
ている。

【０００３】バグフィルタはいろいろな形式のものがあ
るが、集塵機構は何れも同じであって、濾過材により円
筒形或いは平板状のフィルタを形成し、粉塵を含む気体
はこのフィルタを例えば数ｍ／分程度の低い流速で通過
することにより気体中の粉塵が濾過されるものである。
バグフィルタによる集塵は電気集塵を上回る最も高性能
な集塵装置として、前記廃棄物処理施設等のように高い
集塵性能を必要とする施設に用いられている。

【０００４】

【従来の技術】バグフィルタの性能を発揮するために
は、当然のことながらフィルタとして適正な濾過材の選
択が必要であるが、これのみに止まらず例え適正に選択
された濾過材がフィルタとして用いられたとしても、こ
のフィルタ表面に於ける気体の通過速度が不均一である
と所期の性能が得られない。実際にバグフィルタの多く
は設計値よりも短時間で性能が低下したり、送風機の負
荷が大きくなる等の問題が生じている。

【０００５】ここで、従来のバグフィルタの設計におい
てはフィルタを構成する濾過材の表面積と、集塵処理す
べき気体（以下「未処理ガス」とする）の流量とにより
フィルタに対する未処理ガス通過速度が算出されてい
る。即ち、フィルタ全面において均一な速度で未処理ガ
スが通過することを前提として装置の設計が行われてい
る。しかしながら、実際にはフィルタ内外の圧力分布は
均一ではなく、従ってフィルタを通過する未処理ガスの
流速も均一にはなっていない。つまり、従来考えられて
いる濾過材の適正表面積はこの不均一な流れの発生を含
んだ値であり、流速が均一であえればこの適正表面積の
値は低く設定することが可能となる。

【０００６】図４及び図５は従来のバグフィルタの構成
を示す。バグフィルタ装置本体５０内にはバグフィルタ
５１が複数配置されている。本体５０内に入った未処理
ガスＤＧは未処理ガスＤＧ側に配置された強制送風機
（ＦＤＦ／図示せず）或いは後述する処理ガスＣＧ側に
配置された誘引送風機（ＩＤＦ／図示せず）により生じ
るバグフィルタ５１内外の気圧差により、バグフィルタ
５１を構成する濾過材を通過し、この通過の際に粉塵が
この濾過材および濾過材により濾過された粉塵層によっ
て濾過される。これにより各バグフィルタ出口５１ａを
通過したガスは処理ガスＣＧとして装置外に排出され
る。なお、図示の構成ではバグフィルタ５１は鉛直方向
に配置されているが、水平方向に配置す構成のものもあ
る。鉛直方向に配置した構成及び水平方向に配置した構
成の何れも同じ問題点を有しているため、以下図示の鉛
直方向に配置された構成を例に説明する。

【０００７】バグフィルタ５１はフィルタ表面積を大き
く設定するために、バグフィルタ本体５０の上下方向に
対して縦長に配置される構造となっている。即ち、フィ
ルタを通過した処理ガスＣＧはこのバグフィルタ５１内
の空間部を通過してバグフィルタ出口５１ａに至り、か
つ装置外部に排出されることになる。バグフィルタ５１
はこのような構造であるため、バグフィルタ５１内の処
理ガスＣＧの流動抵抗は出口５１ａに近い程少なく、従
って出口５１ａ近傍ではバグフィルタ内外の気圧差が多
くなる。即ち、バグフィルタ５１内外の気圧差は出口５
１ａに近い程大きくなる傾向を有している。

【０００８】このような点から図５に示すようにフィル
タ内外の圧力差はフィルタ出口５１ａに近い程大きく、
この結果未処理ガスＤＧの流量（流速）もフィルタ出口
ほど大きくなり、更にこれらの結果フィルタ表面に付着
する粉塵の量もこの出口５１ａに近い程大きくなる。な
お図中符号Ｐ１〜Ｐｎは前記圧力差を、Ｑ１〜Ｑｎは未
処理ガスＤＧの流量を示す。また各矢印の長さはその大
きさを示している。さらに符号Ｄはバグフィルタ５１に
付着した粉塵であって、前記Ｐ１〜Ｐｎ及びＱ１〜Ｑｎ
の相違による付着量の相違を示している。

【０００９】つまり、バグフィルタ５１の表面に対して
粉塵は前述の理由により不均一に付着するため、フィル
タを構成する濾過材からみれば、フィルタ下部はまだ十
分に使用可能な開口面積を有しているのにフィルタ上部
は目詰まり状態となり、バグフィルタ全体としてはフィ
ルタ面積に比較して集塵量が低下し、かつ同一面積のバ
グフィルタであれば短時間でフィルタ内外の差圧が高く
なり処理風量が低下してしまう。

【００１０】なお、上記のようにフィルタ内外の圧力差
の分布が不均一な場合、このフィルタに対して未処理ガ
スＤＧを流し続けると、この未処理ガスＤＧは現時点で
最も抵抗の少ない部分にその流れが集中し、この部分に
負荷がかかってやがては目詰まりし、目詰まりした後は
相対的に抵抗の少ない場所に新たな負荷がかかるという
ように、時間の経過と共に負荷が集中する部分が移動す
るだけでバグフィルタ全体が均一の負荷状態に安定する
ことはない。

【００１１】以上、主として未処理ガスから粉塵を除去
する場合を例に説明したが、未処理ガス中の特定の成分
を除去する場合には上記問題はより深刻なものとなる。
例えば近年その高い毒性により注目されているダイオキ
シンの処理をバグフィルタを用いて除去する方法が実施
されている。この方法は未処理ガス中に活性炭微粒子等
の吸着材粒子或いはダイオキシンと反応する反応材微粒
子等を付加し、主としてバグフィルタに付着したこれら
微粒子層によりダイオキシン除去しようとするものであ
る。この場合前述の理由により図５に示すようにバグフ
ィルタ５１に付着した微粒子の層が不均一になると、微
粒子の付着の少ない部分からダイオキシンを含有する未
処理ガスが吹き抜けてしまい環境中に排出されてしまう
可能性が高い。なお、実施例も含め以下「粉塵」の名称
は上記吸着剤微粒子や反応材微粒子等、特定の目的をも
って未処理ガス中に積極的に付加された微粒子も含む意
味で使用する。

【００１２】以上、未処理ガスから粉塵或を濾過する場
合の問題点を示したが、バグフィルタの逆洗を行う場合
も同様な問題が生じている。即ち、図３において各バグ
フィルタ５１に粉塵Ｄが相当量付着した場合には、逆洗
用のノズル５２から高圧の空気Ａを各バグフィルタ５１
内に噴射（通常は間欠的に噴射）し、バグフィルタにこ
の高圧噴射による衝撃を与えかつこの噴射した空気が未
処理ガスＤＧとは逆方向に通過することによって付着し
た粉塵Ｄを濾過材から剥離除去させ、装置本体底部のホ
ッパ５３から外部に排出する作業をおこなう。この逆洗
作業の場合も、濾過材における圧力分布の不均一によ
り、通気速度の速い部分を空気が吹き抜け、ノズル５２
から送気される空気は主としてこの吹き抜け部分を通過
してしまう。このためバグフィルタ全体のダストを除去
するためにはより高圧の空気を必要とし、大容量のコン
プレッサーが必要となる。またこのような高圧空気の使
用により、フィルタが破損する事故も生じている

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
問題点を除去するよう構成したものであって、本発明は
処理ガスを濾過する濾過材により構成され、かつ一端に
処理ガス出口を有する濾過装置において、濾過材或いは
この濾過材を保持する保持材の構成を、濾過材内部の処
理ガスの流動方向に向かって変化させ、かつその変化は
処理ガス出口に向かって流体の流動抵抗が大きくなるよ
う構成し、これにより濾過材を通過する未処理ガスの通
過速度が、濾過材内における処理ガスの流動方向におい
て均一となるよう構成したことを特徴とする濾過装置で
ある。

【００１４】

【発明の実施の形態】バグフィルタは濾過材或いは濾過
材を保持する保持材によって形成された内部空間を、濾
過材を通過することにより濾過処理された処理ガスが出
口に向かって流動するよう構成されいている。濾過材は
この出口に向かって、即ち処理ガスの流動方向において
その構成が変化するようになっている。より具体的に
は、処理ガス出口に向かって順次未処理ガスの流動抵抗
が大きくなるよう構成され、バグフィルタ全体では処理
ガスの流動方向において未処理ガスの通過速度が均一と
なるよう構成されている。

【００１５】具体的な構成としては、バグフィルタを構
成する濾過材の単位面積当たりの開口面積を処理ガスの
出口に向かって徐々に小さくする構成、濾過材の厚さを
処理ガス出口に向かって徐々に厚くする構成、処理ガス
出口に向かって濾過材の密度を高める構成、更には濾過
材を保持する保持材の開口面積を処理ガスの出口に向か
って徐々に小さくする構成、これら各構成を適宜組み合
わせる構成等が考えられる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参考に説明す
る。図１（Ａ）は本発明の第１の実施例を示す。矢印１
は本発明にかかるバグフィルタを示す。このバグフィル
タ１は複数の濾過材１Ａ、１Ｂ、１Ｃを連設する事によ
り一つのバグフィルタ１を構成してしている。これら各
濾過材１Ａ〜１Ｃはそれぞれ単位面積当たりの開口面積
が相違し、各濾過材１Ａ、１Ｂ、１Ｃの開口面積をそれ
ぞれＳＡ、ＳＢ、ＳＣとするとＳＡ＞ＳＢ＞ＳＣのとな
るよう構成されている。

【００１７】以上の構成により下段の、即ちバグフィル
タ１の処理ガス出口２に遠い濾過材ほど未処理ガスＤＧ
の通気量が多くなるよう構成され、バグフィルタ１全体
では未処理ガスＤＧの濾過材通過速度がほぼ均一になる
よう構成されている。なお点線で示す符号Ｐはバグフィ
ルタ１全体の圧力損失の分布を示すものであり、従来未
処理ガスの通過速度が速かった処理ガス出口部分の濾過
材の圧力損失の分布が高くなる状態を示し、バグフィル
タ１全体としては未処理ガスＤＧの濾過材通過速度がほ
ぼ均一となる状態を示している。

【００１８】第１図（Ｂ）は第２の実施例を示す。この
実施例では各濾過材１Ｄ、１Ｅ、１Ｆは基本的には同じ
材料により構成されている。各濾過材１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ
の厚さをＷＤ、ＷＥ、ＷＦとすると各厚さはＷＤ＜ＷＥ
＜ＷＦとなるよう構成されいている。これによりバグフ
ィルタ１全体では前記実施例とほぼ同様の圧力損失の分
布Ｐを達成することができ、従って同様に、各濾過材に
対する未処理ガスＤＧ通気速度をほぼ均一にすることが
できる。

【００１９】第２図（Ａ）は第３の実施例を示す。この
実施例では各濾過材１Ｇ、１Ｈ、１Ｉは、それぞれの密
度が異なるよう構成されている。第１の実施例の構成が
濾過材として織布或いは不織布等、基本的に厚さの同じ
布材を主として想定しているのに対して、この実施例で
は例えばスポンジ状の多孔質な素材を主として想定して
いる。この各濾過材１Ｇ、１Ｈ、１Ｉの密度をそれぞれ
ＤＧ、ＤＨ、ＤＩとすると各密度はＤＧ＜ＤＨ＜ＤＩと
なるよう構成されいている。これによりバグフィルタ１
全体では前記実施例１及び２ととほぼ同様の圧力損失の
分布Ｐを達成することができる。

【００２０】第２図（Ｂ）は第４の実施例を示す。先ず
各濾過材１Ｊ、１Ｋ、１Ｌは前記実施例３と同様その密
度ＤＪ、ＤＫ、ＤＬがＤＪ＜ＤＫ＜ＤＬとなるよう構成
されている。さらに、各濾過材濾過材１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ
の各々の厚さはそれぞれ上部方向、即ち処理ガス出口２
に向かって徐々に増加するよう構成されている。

【００２１】前記実施例１乃至３では何れも複数段重ね
た各濾過材そのものは上下方向において均質であるた
め、図示の如く一体的に形成されたバグフィルタ全体と
しては格段の濾過材に対応して圧力損失の分布Ｐも段状
に変化することになる。これに対して本実施例４は各段
の濾過材１Ｊ、１Ｋ、１Ｌもそれぞれ厚みが変化し、上
部方向、即ち処理ガス出口２に近いほうが未処理ガスＤ
Ｇの通過速度が遅くなるよう構成されているいため、こ
の厚さの変化を適切に調節することにより圧力損失の分
布Ｐを無段階で変化させることが可能となる。

【００２２】図３は第５の実施例を示す。図３（Ａ）の
符号１Ｍは濾過材示し、同濾過材１Ｍは前記各実施例の
濾過材と相違して濾過材全体が同じ開口面積を有する構
成となっている。即ちこの意味で当該濾過材１Ｍは従来
型の濾過材であってもよい。次に（Ｂ）に示すようにこ
の濾過材１Ｍ内には濾過材１Ｍの形状を保持するするた
めの保持材３が配置され、この保持材の３は（Ｃ）に示
す保持材展開図の如く処理ガス出口側（図の上部）程開
口面積が少なくなるよう構成されている。この保持材の
開口面積の変化により前記各実施例において濾過材その
もの流動抵抗を調整するのと同じ効果を発揮することが
可能となる。

【００２３】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
は上記実施例の構成に限定される趣旨ではなく、上記各
実施例の幾つかを更に組み合わせた構成等、各種の構成
が考えられる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上の構成を有するため、バグ
フィルタ全体で流体は均一な通過速度で濾過材を通過す
ることが可能となり、従ってバグフィルタ全体で均一な
粉塵の捕集が可能となり、バグフィルタの性能を向上さ
せることができる。

【００２５】また、バグフィルタ全体での捕集効率が向
上するため、処理対象の気体を流動させる送風機の容量
は従来に比較して小さなもので十分であり、装置を経済
的に運転することができる。

【００２６】更に、粉塵等の濾過対象物が濾過材に対し
て均一に付着するため逆洗時も小容量のコンプレッサー
で効果的な逆洗が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施例を示すバグフィ
ルタの側面図、（Ｂ）は第２の実施例を示すバグフィル
タの断面図である。

【図２】（Ａ）は第３の実施例を示すバグフィルタの断
面図、（Ｂ）は第４の実施例を示すバグフィルタの断面
図である。

【図３】（Ａ）は第３の実施例を示す濾過材の側面図、
（Ｂ）は濾過材内部に保持材を配置して構成したバグフ
ィルタの断面図、（Ｃ）は（Ｂ）に示す保持材の展開図
である。

【図４】従来のバグフィルタ装置の断面図である。

【図５】従来のバグフィルタに対する粉塵の付着状況を
示すバグフィルタの概念図である。

【符号の説明】 １ バグフィルタ １Ａ〜１Ｍ バグフィルタを構成する濾過材 ２ 処理ガス出口 ３ 保持材 ＣＧ 処理ガス ＤＧ 未処理ガス

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過材に対して粉塵、吸着材微粒子、反
   応材微粒子等の濾過対象物を含む未処理流体を通過させ
   ることにより未処理流体から濾過対象物を濾過する装置
   において、濾過材内には濾過材を通過した処理流体が出
   口側に向かって流動する通路が形成され、濾過材は、当
   該濾過材を通過する流体の流動抵抗が処理流体通路の出
   口に向かって順次大きくなるよう構成されることによ
   り、濾過材を通過する流体の通過速度が濾過材の何れの
   位置においてもほぼ均一となるよう構成したことを特徴
   とする濾過装置。
2. 【請求項２】 濾過材は複数段に形成され、処理流体の
   出口に近接する段の濾過材ほど流動抵抗が大きくなるよ
   う構成したことを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
3. 【請求項３】 各段の濾過材の単位面積当たりの開口率
   が、下段の濾過材程大きく形成されていることを特徴と
   する請求項２記載の濾過装置。
4. 【請求項４】 各段の濾過材は、上段の濾過材ほど厚み
   を大きく設定したことを特徴とする請求項２記載の濾過
   装置。
5. 【請求項５】 各段の濾過材は、上段の濾過材ほど密度
   を大きく設定したことを特徴とする請求項２又は４記載
   の濾過装置。
6. 【請求項６】 各段の濾過材は、上段の濾過材ほど密度
   を大きく設定し、かつ各段の濾過材の各々は上部ほど厚
   みを大きく設定したことを特徴とする請求項２記載の濾
   過装置。
7. 【請求項７】 濾過材に対して粉塵、吸着材微粒子、反
   応材微粒子等の濾過対象物を含む未処理流体を通過させ
   ることにより未処理流体から濾過対象物を濾過する装置
   において、濾過材の内側には濾過材の形状を保持するた
   めの保持材が配置され、濾過材及び保持材を通過した処
   理流体が出口側に向かって流動する通路が形成され、保
   持材は、当該保持材を通過する流体の流動抵抗が処理流
   体通路の出口に向かって順次大きくなるよう構成される
   ことにより、濾過材を通過する流体の通過速度が濾過材
   の何れの位置においてもほぼ均一となるよう構成したこ
   とを特徴とする濾過装置。
8. 【請求項８】 前記保持材は処理流体の出口に近接する
   ほど開口比率が小さくなるよう構成したことを特徴とす
   る請求項７記載の濾過装置。