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

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。