JP2001190918A - 排ガスの集塵装置 - Google Patents

排ガスの集塵装置

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JP2001190918A
JP2001190918A JP2000335334A JP2000335334A JP2001190918A JP 2001190918 A JP2001190918 A JP 2001190918A JP 2000335334 A JP2000335334 A JP 2000335334A JP 2000335334 A JP2000335334 A JP 2000335334A JP 2001190918 A JP2001190918 A JP 2001190918A
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exhaust gas
dust
solid particles
particles
filtration
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JP2000335334A
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English (en)
Inventor
Shinichi Isozaki
進市 磯崎
Takeshi Furukawa
武 古川
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体粒子の供給量が少なくてすみ、効率的な
排ガスの集塵装置を得る。 【解決手段】 ろ過媒体となる固体粒子からなるろ過層
3を排ガス流路1内に配置して排ガス中のダストを除塵
する集塵装置であって、排ガス流れに対して上流側にあ
る固体粒子10を適宜排出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉、直接還元
炉、溶融還元炉、焼結炉、電気炉、焼却炉、燃焼炉等か
ら排出される高温腐食性排ガスに含まれるダストを除塵
するための排ガスの集塵装置で、特に固体粒子をろ過媒
体として装填した集塵装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は特開昭57−126908号公報
に開示されている従来の排ガスの集塵装置を示す説明図
である。図において、転炉101から排出された高温排
ガス105は吸引ブロワ104により吸引され、排ガス
ダクト102を経て集塵室103に導かれ、高温排ガス
105に含まれるダストは集塵室103に設けられた固
体粒子をろ過媒体とした横型の十字流式の充填層10
7、108、109を順次通過することにより各充填層
に捕捉され、それぞれ充填層107、108、109の
下部に設けられている排出装置111、113、115
によりろ過媒体としての固体粒子と共に充填層から排出
される。そして、ろ過媒体としての固体粒子が排出され
た充填層107、108、109には、各充填層10
7、108、109内のろ過媒体としての固体粒子の量
を所定量に保つように、それぞれ充填層上部に設けられ
ている供給装置110、112、114により新たなろ
過媒体としての固体粒子が供給される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に固体粒子をろ過
媒体として充填層に装填した高温排ガスの集塵装置で
は、固体粒子の充填層で圧力損失が生じ、しかも捕集し
たダストが充填層に蓄積することにより更に圧力損失が
増加するために、圧力損失を補償するための昇圧機が必
要となる。上述した従来の高温排ガスの集塵装置では、
特に集塵効率を高く維持しようとした場合に、充填層1
07、108、109の厚みを相当厚くする必要が生
じ、そのために集塵装置本体の規模が大きくなるだけで
なく、昇圧機の規模も大きくしなければならず、これに
伴って昇圧機の運転費用も高くなるという問題点があっ
た。
【0004】そこで、本発明者等は固体粒子をろ過媒体
として充填層に装填した高温排ガスの集塵装置の集塵機
能について鋭意研究を重ねた結果以下の点を明らかにし
た。 排ガスに含まれるダストはろ過媒体への慣性衝突によ
り排ガスの気流から分離される。 排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻
度が排ガスの流れ方向に対し不連続に増加する界面の直
下流の充填層内に集中している。 排ガスの気流から分離されたダストは充填層内のほぼ
排ガスの気流から分離された位置に蓄積する。図5は上
記に示した事項を説明する説明図である。図5
(a)に示すように、捕集ダストは充填層の表層部に集
中しており、充填層内層部でのダスト捕集量は急減して
いる。この点をグラフ化したものが図5(b)である。 充填層内に蓄積したダストがある程度の量になると、
排ガスの気流により下流に(充填層内の上流に蓄積した
ダストは充填層の下流へ、充填層内の最下流に蓄積した
ダストは充填層の外へ)飛散する。 ダストの蓄積量の増加に応じてダストの飛散量も増加
するため、充填層内の単位体積当りのダストの蓄積量は
飽和点を有する。 排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻
度が不連続に増加する界面の直下流の充填層内に集中し
て蓄積したダストの単位体積当りの飽和蓄積量は、その
界面の直下流の充填層を除く充填層内の単位体積当たり
のダストの飽和蓄積量よりも多い。
【0005】更に、本発明者らは充填層における固体粒
子の挙動について研究した結果、 傾斜した支持板上に固体粒子を装填し、上面が自由表
面となる充填層を形成させ、固体粒子の排出、供給を繰
り返した時には、充填層の下面付近の固体粒子よりも充
填層の上面付近の固体粒子の方が移動速度が速い(滞留
時間が短い)こと、 支持板の傾斜角を固体粒子の動的安息角よりも10度
低い角度から静的安息角の10度高い角度の間にした時
が、下面付近の固体粒子の移動速度に対する充填層の上
面付近の固体粒子の移動速度の比が最も高くなること、
などを明らかにした。
【0006】本発明は上記研究成果に基づいてなされた
ものであり、固体粒子の供給量が少なくてすみ、効率的
な排ガスの集塵装置を得ることを目的とする。また、コ
ンパクトな設備で、かつ少ない圧力損失で集塵効率を高
く維持できる固体粒子をろ過媒体として充填層に装填し
た排ガスの集塵装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】(1)本発明の請求項1
に係る排ガス集塵装置は、ろ過媒体となる固体粒子から
なるろ過層を排ガス流路内に配置して排ガス中のダスト
を除塵する集塵装置であって、排ガス流れに対して上流
側にある固体粒子を適宜排出するようにしたものであ
る。
【0008】(2)本発明の請求項2に係る排ガス集塵
装置は、ろ過媒体となる固体粒子からなるろ過層を排ガ
ス流路内に傾斜状態で配置して排ガス中のダストを除塵
する集塵装置であって、前記ろ過層の上面側にある固体
粒子を不拘束状態にすると共に、該固体粒子を適宜排出
するようにしたものである。
【0009】(3)本発明の請求項3に係る排ガス集塵
装置は、ろ過媒体となる固体粒子からなるろ過層を排ガ
ス流路内に傾斜状態で配置して排ガス中のダストを除塵
する集塵装置であって、前記ろ過層の上面側にある固体
粒子を不拘束状態にすると共に、該ろ過層の上面側にあ
る固体粒子を優先的に排出するようにしたものである。
【0010】(4)本発明の請求項4に係る排ガス集塵
装置は、固体粒子をろ過媒体とした集塵装置であって、
排ガス流路内に傾斜状態で配置され、前記固体粒子を通
風可能状態で装填可能な支持手段と、該支持手段に前記
固体粒子を上面不拘束状態で装填して形成したろ過層
と、該ろ過層を形成する固体粒子を適宜排出する排出手
段と、前記支持手段に固体粒子を供給する供給手段とを
備えたものである。
【0011】(5)本発明の請求項5に係る排ガス集塵
装置は、前記(1)〜(4)のものにおいて前記ろ過層
を複数設けたものである。
【0012】(6)本発明の請求項6に係る排ガス集塵
装置は、前記(5)のものにおいて前記ろ過層の固体粒
子の粒径を、排ガス流れに対して上流側から順次小さく
なるように設定したものである。
【0013】(7)本発明の請求項7に係る排ガス集塵
装置は、前記(2)〜(6)のものにおいて前記ろ過層
の傾斜角は前記固体粒子の動的安息角よりも10度低い
角度から静的安息角の10度高い角度までの間であるこ
とを特徴とするものである。
【0014】(8)本発明の請求項8に係る排ガスの集
塵装置は、固体粒子をろ過媒体とした充填層による集塵
装置であって、ダストを含む高温の排ガスが流れる集塵
用排ガスダクトと、集塵用排ガスダクト内に設けられ、
排ガスの流れに対して傾斜した通風可能な支持板と、支
持板上にろ過媒体としての固体粒子を装填して形成され
た上面が自由表面となる層厚が薄い充填層とを備えてな
るものである。
【0015】(9)本発明の請求項9に係る排ガスの集
塵装置は、固体粒子をろ過媒体とした充填層による集塵
装置であって、ダストを含む高温の排ガスが流れる集塵
用排ガスダクトと、集塵用排ガスダクト内に間隔を置い
て設けられ、排ガスの流れに対して同じ方向に傾斜した
通風可能な複数の支持板と、各支持板上にろ過媒体とし
ての固体粒子を装填して形成された上面が自由表面とな
る層厚が薄い充填層とを備えてなるものである。
【0016】(10)本発明の請求項10に係る排ガス
の集塵装置は、前記(9)のものにおいて前記複数の支
持板上の充填層が排ガスの流れ方向の支持板の順に粒径
が小さいろ過媒体としての固体粒子を装填して形成され
ているものである。
【0017】(11)本発明の請求項11に係る排ガス
の集塵装置は、前記(8)〜(10)のものにおいて前
記支持板の傾斜角がろ過媒体としての固体粒子の動的安
息角よりも10度低い角度から静的安息角の10度高い
角度までの間とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本発明の実
施の形態1の排ガスの集塵装置を示す概略断面図であ
る。図において、1はダストを含む高温の排ガスが流れ
る集塵用排ガスダクト、2は集塵用排ガスダクト1内に
設けられ、排ガスの流れ方向に対して傾斜した通風可能
な支持板で、多孔板で構成されており、その穴径はろ過
粒子径より小さい。したがって、後述のように支持板2
上に固体粒子を装填した状態では固体粒子層のうち最下
層のものは多孔板により一定の限度で拘束されることに
なる。支持板2は排ガスの流れ方向の上流側に下端が位
置し、下流側に上端が位置するように配設されている。
その支持板2上にはろ過媒体としての固体粒子10(以
降、ろ過媒体としての固体粒子をろ過粒子10と称す
る。)が装填され、上面が拘束状態にない自由表面とな
る層厚が薄い充填層3が形成されている。充填層3を薄
くしたのは、図5で説明したように、ダストの集塵はろ
過層の表層部に集中するという知見に基づくものであ
る。4は集塵用排ガスダクト1内の支持板4より上流側
の空間部である。5は集塵用排ガス管路1における支持
板2の上端上方位置に設けられ、支持板2の上にろ過粒
子10を供給するろ過粒子供給装置、6は集塵用排ガス
ダクト1における支持板2の下端下方位置に設けられ、
支持板2上のろ過粒子10を外部に排出するろ過粒子排
出装置である。
【0019】次に、本発明の実施の形態1に係る排ガス
の集塵装置の動作を説明する。集塵用排ガスダクト1内
を上流側から下流側に向けて流れている高温の排ガスは
空間部4を経由して集塵用排ガス管路1内の途中に設け
られ、排ガスの流れに対して傾斜した通風可能な支持板
2上の層厚が薄い充填層3の自由表面側から層内部に入
り、充填層3を通過して通風可能な支持板2から排出さ
れる。このような高温の排ガスの流れにおいて、空間部
4では排ガスに含まれるダストのろ過媒体への衝突は全
く起こらないので、空間部4を経由して自由表面側から
層厚が薄い充填層3に入る時に、排ガスに含まれるダス
トの充填層3のろ過媒体への慣性衝突の頻度が急激に増
加することになる。即ち、空間部4から層厚が薄い充填
層3への境界面(自由表面部分に相当)が排ガスに含ま
れるダストのろ過粒子10への慣性衝突の頻度が不連続
に増加する界面に相当するので、排ガスに含まれるダス
トは気流から分離されて上記境界面の直下の充填層3内
において集中的に蓄積される(図5参照)。
【0020】そして、充填層3内の境界面の直下に蓄積
したダストがある程度の量になると、排ガスの気流によ
り充填層2の下流に飛散(集塵効率が低下)し始めるた
め、充填層3内の境界面の直下に蓄積されたダストの量
が、単位体積当りの常に飽和点以下に保つようにする必
要がある。そこで、先ず、支持板2の下端側に設けられ
たろ過粒子排出装置6を作動させて充填層2のろ過粒子
10を外部に排出させる。このとき、通風可能な支持板
2は傾斜しており、その支持板2上の充填層3も傾斜
し、充填層3の上面が自由表面で下面は一定限度で拘束
状態となっており、ダストが蓄積されたろ過粒子の方が
ダストが蓄積されないろ過粒子よりも重いため、充填層
2の下面付近(支持板3の直上)のダストが蓄積されな
いろ過粒子よりも充填層2の上面付近(自由表面の直
下)のダストが蓄積されたろ過粒子の方が移動速度が速
い(滞留時間が短く)ことにより、最も多くのダストが
蓄積している境界面の直下流の充填層2内のろ過粒子1
0を優先的に排出することができ、ろ過粒子の供給を最
少必要量まで低減することができる。この場合、ろ過粒
子の不要なハンドリングがなくなり、そのためにろ過粒
子の粉化を最小限に抑えることができる。
【0021】次に、充填層2内の最も多くのダストが蓄
積している境界面の直下流の過粒子1が優先的に排出さ
れたら、支持板2の上端側に設けられたろ過粒子供給装
置5を作動させて充填層3にダストが蓄積されていない
新しいろ過粒子10を適切な速度で供給することによ
り、充填層2内の境界面を形成するろ過粒子10の単位
体積当りのダストの蓄積量を常に飽和点以下に保つこと
ができるので、高い集塵効率を維持することができる。
しかも、充填層3の層厚を薄くしているので、高温の排
ガスの集塵装置としての圧力損失も低く抑えることがで
きる。さらに、集塵用排ガスダクト1内に充填層3を有
する支持板2を傾斜して配設しているので、従来の直立
させた場合に比べてコンパクトにすることができる。
【0022】実施の形態2.図2は本発明の実施の形態
2の排ガスの集塵装置を示す概略断面図である。この実
施の形態2は実施の形態1の改善技術であり、実施の形
態1で説明した排ガスの流れ方向に対し傾斜した通風可
能な支持板2が集塵用排ガスダクト1内に間隔を置いて
2つ設けられ、その各々の支持板2上にろ過粒子11
a、11bが装填され、上面が自由表面となる層厚が薄
い充填層31a、31bが形成されている。また、各支
持板2の上流側には空間部4があり、各支持板2の上端
上方位置にろ過粒子供給装置5が設けられ、各支持板2
の下端下方位置にろ過粒子排出装置6が設けられてい
る。従って、充填層を有する支持板2、空間部4、ろ過
粒子供給粒子5及びろ過粒子排出装置6で構成される集
塵機構が直列して2組設けられていることを除いて、各
組の集塵機構を構成する個々の装置については実施の形
態1と同一である。
【0023】次に、本発明の実施の形態2に係る排ガス
の集塵装置の動作を説明する。集塵用排ガスダクト1内
を上流側から下流側に向けて流れている高温の排ガス
は、最初の空間部を経由して排ガスの流れ方向に対し傾
斜した通風可能な最初の支持板2上の層厚が薄い第1の
充填層31aの自由表面側から層内部に入り、第1の充
填層31aを通過して最初の支持板2からそれと次の支
持板2の第2の充填層31bに挟まれた空間部4に排出
され、その空間部4を経由して次の支持板2上の層厚が
薄い第2の充填層31bの自由表面側から層内部に入
り、第2の充填層31bを通過して支持板2から排出さ
れる。このような高温の排ガスの流れにおいて、空間部
4では排ガスに含まれるダストのろ過媒体への衝突は全
く起こらないので、最初の空間部4を経由して層厚が薄
い第1の充填層31aに入る時及び最初の支持板2と第
2の充填層31bに挟まれた空間部4を経由して次の支
持板2の層厚が薄い第2の充填層31bに入る時に、排
ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が
急激に増加することになる。
【0024】即ち、最初の空間部4から層厚が薄い第1
の充填層31aへの境界面(第1の充填層31aの自由
表面の部分に相当)と、最初の支持板2と第2の充填層
31bに挟まれた空間部4から層厚が薄い第2の充填層
31bへの境界面(第2の充填層31bの自由表面の部
分に相当)の2つの境界面が排ガスに含まれるダストの
ろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面に
相当するので、排ガスに含まれるダストは気流から分離
されてこれらの境界面の直下の第1及び第2の充填層3
1a、31b内において集中的に蓄積される。そして、
蓄積したダストがある程度の量になると排ガスの気流に
より第1及び第2の充填層31a、31bの下流に飛散
(集塵効率が低下)し始めるため、第1及び第2の充填
層31a、31b内の境界面の直下に蓄積されたダスト
の量が単位体積当りのダストの蓄積量を常に飽和点以下
に保つようにする必要がある。
【0025】そこで、先ず、各支持板2の下端側に設け
られたろ各過粒子排出装置6を作動させて第1及び第2
の充填層31a,31bのろ過粒子11aを外部に排出
させる。このとき、通風可能な2つの支持板2は傾斜し
ており、これら支持板2上の第1及び第2の充填層31
a,31bも傾斜し、これら充填層31a,31bの上
面が自由表面で下面は一定限度で拘束状態となってお
り、ダストが蓄積されたろ過粒子の方がダストが蓄積さ
れないろ過粒子よりも重いため、これら充填層31a,
31bの下面付近(支持板3の直上)のダストが蓄積さ
れないろ過粒子よりもこれら充填層31a,31bの上
面付近(自由表面の直下)のダストが蓄積されたろ過粒
子の方が移動速度が速い(滞留時間が短く)ことによ
り、最も多くのダストが蓄積している境界面の直下流の
これら充填層31a,31b内のろ過粒子11aを優先
的に排出することができ、ろ過粒子11a、11bの供
給を最小必要量まで低減することができる。この場合、
ろ過粒子の不要なハンドリングがなくなり、そのために
ろ過粒子の粉化を最小限に抑えることができる。
【0026】次に、これら充填層31a,31b内の最
も多くのダストが蓄積している境界面の直下流の過粒子
11a、11bが優先的に排出されたら、各支持板2の
上端側に設けられた各ろ過粒子供給装置4を作動させて
これら充填層31a,31bにダストが蓄積されていな
い新しいろ過粒子11a、11bを適切な速度で供給す
ることにより、これら充填層31a,31bの境界面を
形成するろ過粒子11a、11bの単位体積当りのダス
トの蓄積量を常に飽和点以下に保つことができるので、
高い集塵効率を維持することができる。
【0027】本実施形態では直列して境界面を2つ設け
ているので、第1の充填層31aから飛散したダストも
その次の空間部4から第2の充填層31bへの境界面で
捕捉することができるようになり、その結果排ガス中の
ダストの含塵量が多く排ガス量や含塵量が変動する場合
などでもトータルとして高い集塵効率が維持される。し
かも、各充填層31a、31bの層厚を薄くしているの
で、高温排ガスの集塵装置としての圧力損失は低く抑え
られる。なお、第1の充填層31a内に蓄積するダスト
の量と第2の充填層31b内に蓄積するダストの量はダ
ストの粒度分布などの条件によって異なるため、各充填
層31a、31b毎に各充填層31a、31b内でのろ
過粒子11a、11bの滞留時間を調整できるようにし
ておくことが望ましい。
【0028】実施の形態3.図3は本発明の実施の形態
3の排ガスの集塵装置を示す概略断面図である。この実
施の形態3は実施の形態2の改善技術であり、実施の形
態2で説明した排ガスの流れ方向に対し傾斜した通風可
能な支持板2が集塵用排ガスダクト1内に間隔を置いて
3つ設けられ、その各々の支持板2上に排ガスの流れ方
向の支持板の順に粒径が小さいろ過粒子12a、12
b、12cが装填され、上面が自由表面となる層厚が薄
い第1〜第3の充填層31a、31b、31cが形成さ
れている。また、各支持板2の上流側には空間部4があ
り、各支持板2の上端上方位置にろ過粒子供給装置5が
設けられ、各支持板2の下端下方位置にろ過粒子排出装
置6が設けられている。従って、充填層を有する支持板
2、空間部4、ろ過粒子供給粒子5及びろ過粒子排出装
置6で構成される集塵機構が直列して3組設けられ、排
ガスの流れ方向の支持板の順に粒径が小さいろ過粒子1
2a、12b、12cが装填されていることを除いて、
各組の集塵機構を構成する個々の装置については実施の
形態2と同一である。
【0029】この実施の形態3では、排ガスの流れ方向
で上流側から下流側にいく第1〜第3の充填層31a、
31b、31cほど粒径の小さなろ過粒子12a、12
b、12cが装填されているので、空間部4から第1〜
第3の充填層31a、31b、31cへの境界面を通過
する時の慣性衝突の頻度の増加量は排ガスの流れ方向の
充填層の順に大きくなっている。従って、排ガスの流れ
方向の下流の充填層では(22aに対する22b、22
bに対する22c)上流の充填層より細かいダストも集
塵されるため、ダストが幅広い粒度分布を有する場合な
どに特に有効である。しかも、第1〜第3の充填層22
a、22b、22cはその層厚を薄くしているので、高
温排ガスの集塵装置としての圧力損失は低く抑えられ
る。
【0030】さらに、第1〜第3の充填層31a、31
b、31cに蓄積されたダストがある程度の量になれ
ば、実施の形態2と同様に、まず各支持板2の下端側に
設けられたろ各過粒子排出装置6を作動させて第1及び
第2の充填層31a,31bのろ過粒子12a、12
b、12cを外部に排出させる。このとき、最も多くの
ダストが蓄積している境界面の直下流のこれら充填層3
1a,31b内のろ過粒子12a、12b、12cを優
先的に排出することができ、ろ過粒子12a、12b、
12cの供給を最小必要量まで低減することができる。
この場合、ろ過粒子の不要なハンドリングがなくなり、
そのためにろ過粒子の粉化を最小限に抑えることができ
る。、次に、各支持板2の上端側に設けられた各ろ過粒
子供給装置4を作動させてこれら充填層31a,31
b、31cにダストが蓄積されていない新しいろ過粒子
11aを適切な速度で供給することにより、これら充填
層31a,31b、31cの境界面を形成するろ過粒子
12a、12b、12cの単位体積当りのダストの蓄積
量を常に飽和点以下に保つことができるので、高い集塵
効率を維持することができる。なお、これら充填層31
a,31b、31c内に蓄積するダストの量はダストの
粒度分布などの条件によって異なるため、各充填層毎に
各充填層内でのろ過粒子の滞留時間を調整できるように
しておくことが望ましい。
【0031】上述の実施形態1〜3では、高温排ガスの
集塵装置として、排ガスの流れ方向に対し傾斜した通風
可能な支持板を設け、その支持板上にろ過粒子を装填
し、上面が自由表面となる層厚が薄い充填層で説明した
が、充填層の数、ろ過粒子の粒度や形状などは、それに
限定されるものではなく、高温排ガスのガス量、温度、
含塵量、ダストの粒度分布や目標とする集塵効率などか
ら、最適な装置を選択することができる。また、上記の
説明ではろ過粒子に関する説明を省略したが、具体的に
はセラミックボール、アルミナボール、鉄鉱石、石炭、
活性炭、コークス、硅砂、砂利、セメントクリンカーな
どが使用でき、粒径は0.5〜50mm程度のものが使
用される。なお、ダストが蓄積し排出したろ過粒子粒子
は、ダストを篩い分けや水洗等のい手段により除去し再
使用してもよいし、ダストと共に別の用途に例えばろ過
粒子粒子としてコークスを使用した場合などは電気炉用
燃料として使用してもよい。
【0032】ところで、これまでは主に本発明の主要な
構成要件について説明したが、これらの本発明の主要な
構成要件において通風可能な支持板の傾斜角をろ過粒子
の動的安息角よりも10度低い角度から静的安息角の1
0度高い角度の間の角度とすることにより、充填層の下
面付近(支持板の直上)のろ過粒子の移動速度に対する
充填層の上面付近(自由表面の直下)のろ過粒子の移動
速度の比を最も高くすることができる。そのため、最も
多くのダストが蓄積している境界面の直下流の充填層内
のろ過粒子を更に優先的に排出することができる。
【0033】また、ろ過粒子の排出、供給について、上
述の説明ではろ過粒子を排出した後に供給するいわゆる
バッチ式のものとしたが、ろ過粒子を排出しながら供給
するいわゆる連続式にしてもよいことは勿論である。こ
の連続式にする場合には、ろ過粒子供給装置として単に
ろ過粒子を貯留できるホッパ状のものとし、ろ過粒子排
出装置としてはろ過粒子の排出部にろ過粒子が一定の速
度で排出できる開口部を設ける構成とすることも可能で
ある。このように、ろ過粒子は適宜、すなわち間欠的又
は連続的に排出できればよい。また、上記の実施の形態
においては、ろ過粒子を傾斜状に配置した支持板上に装
填したものを示した。この構成では簡易な構成でダスト
を捕集した表層部のろ過粒子を優先的に排出することが
可能となった。ただ、本発明は充填層の表層部にダスト
が捕集されるという知見に基づくものであり、この知見
からはダストを捕集した表層部のろ過粒子のみを排出で
きれば、ろ過粒子の供給量を低減するという目的は達成
できる。このため、例えばろ過層の表層部のみを強制的
に排出する手段を設けるようにしてもよい。この場合に
は、ろ過層を傾斜させず、垂直にしてもよい。また、垂
直状態にしておいて、排出の際のみ傾斜させて本実施の
形態と同様に傾斜を利用した排出により表層部のみを優
先的に排出するようにしてもよい。
【0034】また、上記の実施の形態においては支持板
2として多孔板を利用した例を示したが、支持板2とし
てはろ過粒子の最下層部に一定の拘束状態(ろ過粒子が
滑りにくい状態)にすれば足り、例えば網状のものであ
ってもよい。また、上記実施の形態においては、充填層
3を薄くすることによって、圧力損失を小さくしている
が、充填層3の層厚を厚くした場合であっても、ダスト
が蓄積された表層部を優先的に排出できるようにしてい
るので、ろ過粒子10の供給量を低減できるという効果
を奏することはできる。なお、充填層3の層厚として
は、図5に示したダスト捕集に貢献する部分にすること
が好ましい。
【0035】
【実施例】本発明の一実施例として、実施の形態3の排
ガスの集塵装置を用いた場合を説明する。表1に高温排
ガスの条件、表2に集塵装置の設備及び運転条件、表3
に集塵効率及び集塵装置の圧力損失を示す。なお、表2
と表3については従来例と比較して示す。表3を見る
と、本発明の高温排ガスの集塵装置は、従来例と比較
し、ろ過媒体としての固体粒子の単位時間当たりの排出
量が少ないにもかかわらず、集塵効率が高く、しかも圧
力損失が大幅に低下していることが分かる。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項1によれ
ば、排ガス流れに対して上流側にある固体粒子を適宜排
出するようにしたので、ダストを捕集していない固体粒
子を含めて全てを排出するものに比較して固体粒子の供
給量が少なくてすみ、効率的である。
【0040】また、本発明の請求項2〜4によれば、ろ
過層の上面側を不拘束状態にすると共にろ過層を傾斜状
にしたので、ダストを捕集した表層部の固体粒子を簡易
な構成で優先的に排出できる。
【0041】また、本発明の請求項5によれば、ろ過層
を複数設けたことにより、上流側のろ過層から飛散した
ダストも下流側のろ過層で捕捉することができることと
なり、排ガス中の含塵量が多く排ガス量や含塵量が変動
する場合などでもトータルとして高い集塵効率が維持さ
れる。
【0042】また、本発明の請求項6によれば、ろ過層
の固体粒子の粒径を、排ガス流れに対して上流側から順
次小さくなるように設定したことにより、排ガスの流れ
方向の下流のろ過層では上流のろ過層より細かいダスト
も集塵されるため、ダストが幅広い粒度分布を有する場
合などに特に有効である。
【0043】また、本発明の請求項7によれば、ろ過層
の傾斜角は前記固体粒子の動的安息角よりも10度低い
角度から静的安息角の10度高い角度までの間としたの
で、ろ過層の下面付近のろ過粒子の移動速度に対するろ
過層の上面である自由表面付近のろ過粒子の移動速度の
比を最も高くすることができるため、最も多くのダスト
が蓄積している境界面の直下流のろ過層内のろ過粒子を
更に優先的に排出することができる。
【0044】また、本発明の請求項8によれば、固体粒
子をろ過媒体とした充填層による集塵装置において、ダ
ストを含む高温の排ガスが流れる集塵用排ガスダクト内
に排ガスの流れに対して傾斜した通風可能な支持板を設
け、その支持板上にろ過媒体としての固体粒子を装填し
て上面が自由表面となる層厚が薄い充填層を形成し、そ
の傾斜した充填層の自由表面側から通風可能な支持板に
向って高温の排ガスを通過させて排ガスからダストを除
塵するようにし、ダストを除塵する充填層の層厚が薄い
ので、排ガスの集塵装置としての圧力損失を低く抑える
ことができ高い集塵効率を維持でき、しかも最も多くの
ダストが蓄積されるのは充填層の自由表面の直下であ
り、ダストが蓄積されたろ過粒子の方がダストが蓄積さ
れないろ過粒子よりも重いため、傾斜した充填層のろ過
粒子を排出するときに最も多くのダストが蓄積されてい
る充填層の自由表面の直下のろ過粒子が優先的に排出さ
れるため、ろ過粒子の供給を最少必要量まで低減するこ
とができるという効果がある。さらに、集塵用排ガスダ
クト内に充填層を有する支持板を傾斜して配設している
ので、従来の充填層を直立させた場合に比べて設備もコ
ンパクトとなるという効果がある。
【0045】また、本発明の請求項9によれば、ダスト
を含む高温の排ガスが流れる集塵用排ガスダクト内に間
隔を置いて排ガスの流れに対して同じ方向に傾斜した通
風可能な複数の支持板を設け、その各支持板上にろ過媒
体としての固体粒子を装填して上面が自由表面となる層
厚が薄い充填層を形成し、その傾斜した充填層の自由表
面側から通風可能な支持板に向って高温の排ガスを通過
させて排ガスからダストを除塵するようにしたので、上
流側の充填層から飛散したダストも下流側の充填層で捕
捉することができることとなり、排ガス中の含塵量が多
く排ガス量や含塵量が変動する場合などでもトータルと
して高い集塵効率が維持されるという効果がある。
【0046】さらに、本発明の請求項10によれば、集
塵用排ガスダクト内に間隔を置いて設けられた複数の支
持板上の充填層は排ガスの流れ方向の支持板の順に粒径
が小さいろ過媒体としての固体粒子を装填して形成され
ているので、排ガスの流れ方向の下流の充填層では上流
の充填層より細かいダストも集塵されるため、ダストが
幅広い粒度分布を有する場合などに特に有効であるとい
う効果がある。
【0047】また、本発明の請求項11によれば、集塵
用排ガスダクト内に設けられた支持板の傾斜角はろ過媒
体としての固体粒子の動的安息角よりも10度低い角度
から静的安息角の10度高い角度までの間としたので、
充填層の下面付近のろ過粒子の移動速度に対する充填層
の上面である自由表面付近のろ過粒子の移動速度の比を
最も高くすることができるため、最も多くのダストが蓄
積している境界面の直下流の充填層内のろ過粒子を更に
優先的に排出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1の実施の形態に係る高温排
ガスの集塵装置の概略断面図である。
【図2】図2は本発明の第2の実施の形態に係る高温排
ガスの集塵装置の概略断面図である。
【図3】図3は本発明の第3の実施の形態に係る高温排
ガスの集塵装置の概略断面図である。
【図4】図4は従来の高温排ガスの集塵装置の概略構成
の一例を示す図である。
【図5】図5は本発明の課題を説明するための説明図で
ある。
【符号の説明】
1 集塵用排ガスダクト 2 支持板 3 充填層 4 空間部 10 固定粒子

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ろ過媒体となる固体粒子からなるろ過層
    を排ガス流路内に配置して排ガス中のダストを除塵する
    集塵装置であって、 排ガス流れに対して上流側にある固体粒子を適宜排出す
    るようにしたことを特徴とする排ガスの集塵装置。
  2. 【請求項2】 ろ過媒体となる固体粒子からなるろ過層
    を排ガス流路内に傾斜状態で配置して排ガス中のダスト
    を除塵する集塵装置であって、 前記ろ過層の上面側にある固体粒子を不拘束状態にする
    と共に、該固体粒子を適宜排出するようにしたことを特
    徴とする排ガスの集塵装置。
  3. 【請求項3】 ろ過媒体となる固体粒子からなるろ過層
    を排ガス流路内に傾斜状態で配置して排ガス中のダスト
    を除塵する集塵装置であって、 前記ろ過層の上面側にある固体粒子を不拘束状態にする
    と共に、該ろ過層の上面側にある固体粒子を優先的に排
    出するようにしたことを特徴とする排ガスの集塵装置。
  4. 【請求項4】 固体粒子をろ過媒体とした集塵装置であ
    って、 排ガス流路内に傾斜状態で配置され、前記固体粒子を通
    風可能状態で装填可能な支持手段と、 該支持手段に前記固体粒子を上面不拘束状態で装填して
    形成したろ過層と、 該ろ過層を形成する固体粒子を適宜排出する排出手段
    と、 前記支持手段に固体粒子を供給する供給手段とを備えた
    ことを特徴とする排ガスの集塵装置。
  5. 【請求項5】 前記ろ過層を複数設けたことを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれかに記載の排ガスの集塵装置。
  6. 【請求項6】 前記ろ過層の固体粒子の粒径を、排ガス
    流れに対して上流側から順次小さくなるように設定した
    ことを特徴とする請求項5記載の排ガスの集塵装置。
  7. 【請求項7】 前記ろ過層の傾斜角は前記固体粒子の動
    的安息角よりも10度低い角度から静的安息角の10度
    高い角度までの間であることを特徴とする請求項2〜6
    のいずれかに記載の排ガスの集塵装置。
  8. 【請求項8】 固体粒子をろ過媒体とした充填層による
    集塵装置であって、ダストを含む高温の排ガスが流れる
    集塵用排ガスダクトと、 集塵用排ガスダクト内に設けられ、排ガスの流れに対し
    て傾斜した通風可能な支持板と、 支持板上にろ過媒体としての固体粒子を装填して形成さ
    れた上面が自由表面となる層厚が薄い充填層とを備えた
    ことを特徴とする排ガスの集塵装置。
  9. 【請求項9】 固体粒子をろ過媒体とした充填層による
    集塵装置であって、 ダストを含む高温の排ガスが流れる集塵用排ガスダクト
    と、 集塵用排ガスダクト内に間隔を置いて設けられ、排ガス
    の流れに対して同じ方向に傾斜した通風可能な複数の支
    持板と、 各支持板上にろ過媒体としての固体粒子を装填して形成
    された上面が自由表面となる層厚が薄い充填層とを備え
    たことを特徴とする排ガスの集塵装置。
  10. 【請求項10】 前記複数の支持板上の充填層は排ガス
    の流れ方向の支持板の順に粒径が小さいろ過媒体として
    の固体粒子を装填して形成されていることを特徴とする
    請求項2記載の排ガスの集塵装置。
  11. 【請求項11】 前記支持板の傾斜角はろ過媒体として
    の固体粒子の動的安息角よりも10度低い角度から静的
    安息角の10度高い角度までの間であることを特徴とす
    る請求項8〜10のいずれかに記載の排ガスの集塵装
    置。
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