JP2004195349A - 有害物質分解除去フィルターおよびバグフィルター - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、触媒の脱落がほとんどなく、ガス中の有害物質を確実に除去することができ、長期間に渡って使用可能な有害物質分解除去フィルターおよびバグフィルターを提供すること。
【解決手段】表裏に連通した空孔を有するシート１１に、ガス２１中の有害物質２４を分解除去する触媒１９を坦持した触媒層を有することを特徴とする。また、ろ布１３または前記触媒層に接触して多孔質膜１２を配置することもでき、さらに、前記触媒層を中心として、その表裏に多孔質膜１２を接触して配置させ、前記多孔質膜の外側にろ布１３を接触して配置することもできる。これにより、触媒の脱落、特に重力方向への触媒の脱落が防止され、長期間に渡って触媒の坦持状態を維持することができ、これにより高い有害物質分解除去機能をも維持することが可能である。
【選択図】 図３
【解決手段】表裏に連通した空孔を有するシート１１に、ガス２１中の有害物質２４を分解除去する触媒１９を坦持した触媒層を有することを特徴とする。また、ろ布１３または前記触媒層に接触して多孔質膜１２を配置することもでき、さらに、前記触媒層を中心として、その表裏に多孔質膜１２を接触して配置させ、前記多孔質膜の外側にろ布１３を接触して配置することもできる。これにより、触媒の脱落、特に重力方向への触媒の脱落が防止され、長期間に渡って触媒の坦持状態を維持することができ、これにより高い有害物質分解除去機能をも維持することが可能である。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ゴミ焼却施設、汚泥焼却施設、産業廃棄物焼却施設、汚泥土壌処理設備等の排ガス処理設備などから排出されるガスに含まれる有害物質を分解除去する有害物質分解除去フィルターおよびバグフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ゴミ焼却炉、汚泥焼却施設、産業廃棄物焼却施設、汚泥土壌処理設備等の排ガス処理設備などから排出されるガスには、ダスト（煤塵）や、窒素酸化物，硫黄酸化物，一酸化炭素，ダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質が含まれている。このようなガスを処理する手段として、例えば、以下のようなフィルターが報告されている。
【０００３】
（１）触媒を繊維に着けたろ布の煤塵側（上流側）表面に、テトラフルオロエチレン樹脂連続多孔質膜を備えたバグフィルターがある（例えば、特許文献１参照）。このバグフィルターにおいては、テトラフルオロエチレン樹脂連続多孔質の薄い膜が煤塵側（上流側）への触媒の脱落を防止するとともに、ダスト等による触媒の汚損を防止する作用が得られることが記載されている。
しかし、該バグフィルターはその表面に堆積したダストを払い落とす逆洗処理時や通常使用状態時に、触媒が清浄側（下流側）に脱落しやすいという欠点がある。また、ろ布内での重力方向（すなわち、鉛直方向）への触媒の脱落規制手段については特に記載されておらず、触媒は繊維状のろ布内を重力方向に脱落してしまうことがある。これにより、逆洗処理回数や使用時間が多くなるほど有害物質の分解能が低下してしまう。
【０００４】
（２）内部に微粒子状の排ガス処理剤を坦持した織布または不織布からなるろ布の片面または両面に、多孔質体膜を密着させたバグフィルターがある（例えば、特許文献２参照）。このバグフィルターにおいては、ろ布の表面に密着させた多孔質体膜によって、逆洗時における排ガス処理剤の脱落を防止するとともに、ダスト等による触媒の汚損を防止する作用が得られることが記載されている。
しかし、ろ布の両面に多孔質体膜を密着させたとしても、このバグフィルターではその表面に堆積したダストを払い落とす逆洗処理時や通常使用状態時に、触媒が脱落しやすいという欠点がある。特に、ろ布内での重力方向（すなわち、鉛直方向）への触媒の脱落規制手段については記載されておらず、触媒は織布または不織布からなるろ布内を重力方向に脱落してしまうことがある。また、ろ布の外側に多孔質体膜を設けているため、破損し易いという欠点がある。これにより、逆洗処理回数や使用時間が多くなるほど有害物質の分解能が低下してしまう。
【０００５】
（３）基布を触媒スラリと接触させて乾燥させることにより活性微粒子を坦持した基布の両側をフィルター材で狭持したバグフィルターがある（例えば、特許文献３参照）。
この場合も基布内での重力方向（すなわち、鉛直方向）への触媒の脱落規制手段については記載されておらず、基布内を重力方向に脱落してしまうことがある。これにより、逆洗処理回数や使用時間が多くなるほど有害物質の分解能が低下してしまう。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２３０１１９号公報
【特許文献２】
特開平１１−３０９３１７号公報
【特許文献３】
特開平１１−２４４６３６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような実情に鑑みなされたものであって、その課題は触媒の脱落がほとんどなく、ガス中の有害物質を確実に除去することができ、長期間に渡って使用可能な有害物質分解除去フィルターおよびバグフィルターを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した触媒層を有することを特徴とする。
【０００９】
この特徴によれば、ガス中の有害物質を分解除去する触媒がシートの空孔内に入り込むため、当該触媒が重力方向に脱落することがなく、触媒の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。
また、触媒が入り込む空孔はシートの表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を通過することができるとともに、ガスが当該空孔を通過する際に触媒と接触することによって有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００１０】
また、本発明の第２の態様は、表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した触媒層と、ろ布層と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この特徴によれば、ガス中の有害物質を分解除去する触媒がシートの空孔内に入り込むため、当該触媒が重力方向に脱落することがなく、触媒の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。
また、触媒が入り込む空孔はシートの表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を流通することができるとともに、ガスが当該空孔を通過する際に触媒と接触することによって有害物質を確実に分解して除去することができる。
また、ろ布を触媒層の上流側に配置した場合には、ガス中のダスト等を確実に捕捉して除去することによりダスト等による触媒の汚損を防止することができ、触媒の分解能を長期間維持することができる。また、ろ布層を設けることにより有害物質分解除去フィルター全体としての強度を高めることができるとともに、触媒の脱落防止を間接的に補完することができる。また、ろ布層を触媒層に接触して設けた場合には触媒の脱落を直接的に規制することができる。
【００１２】
また、本発明の第３の態様は、表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した触媒層と、前記触媒層に接触して配置された多孔質膜層と、を有することを特徴とする。
【００１３】
この特徴によれば、ガス中の有害物質を分解除去する触媒がシートの空孔内に入り込むため、当該触媒が重力方向に脱落することがなく、触媒の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。
また、触媒が入り込む空孔はシートの表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を流通することができるとともに、ガスが当該空孔を通過する際に触媒と接触することによって有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００１４】
また、多孔質膜を触媒層の上流側に配置した場合には、触媒の上流側への脱落を防止することができるとともに、ガス中のダスト等を確実に捕捉して除去することにより、ダスト等による触媒の汚損を防止することができ、触媒の分解能を長期間維持することができる。また、多孔質膜を触媒層の下流側に配置した場合には、触媒の下流側への脱落を防止することができる。
【００１５】
また、本発明の第４の態様は、表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した中心層としての触媒層と、前記触媒層の表裏に接触して配置された多孔質膜層と、前記多孔質膜層に接触して配置された最外層としてのろ布層と、を有することを特徴とする。
【００１６】
この特徴によれば、ガス中の有害物質を分解除去する触媒がシートの空孔内に入り込むため、当該触媒が重力方向に脱落することがなく、触媒の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。
また、触媒が入り込む空孔はシートの表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を流通することができるとともに、ガスが当該空孔を通過する際に触媒と接触することによって有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００１７】
また、触媒層の表裏に接触して配置された多孔質膜層によって、逆洗時などにおける触媒の脱落、特に上流側及び下流側（すなわち、水平方向）への脱落が防止され、長期間に渡って触媒の坦持状態を維持することができる。
【００１８】
また、最外層にはろ布層が配置されているので、有害物質分解除去フィルター全体としての強度を高めることができるとともに、その内側に配置されている多孔質膜層をダストや逆洗時のパルスジェットなどから保護することができ、当該多孔質膜層の破損などの虞がない。また、当該ろ布層および多孔質膜層によってガス中のダスト等を捕捉して除去することができるため、触媒がダスト等によって汚損される虞がなく、長期間に渡り触媒の有害物質分解能を維持することができる。
【００１９】
すなわち、本発明の有害物質分解除去フィルターにおいては、触媒の脱落がほとんどないとともに、触媒が汚損される虞もないため、長期間に渡り有害物質を分解除去することができる長寿命なフィルターである。
【００２０】
また、本発明の第５の態様は、前記第１から第４のいずれかの態様において、前記シートは、耐熱性樹脂，耐熱性繊維，セラミックス，金属，または金属酸化物のいずれかから構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この特徴によれば、シートとして、耐熱性樹脂，耐熱性繊維，セラミックス，金属，または金属酸化物のいずれかから構成されることにより、充分な耐熱性が得られる。
【００２２】
また、本発明の第６の態様は、前記第１から第４のいずれかの態様において、前記触媒は、Ｔｉ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ及びＭｎからなる群から選ばれる１種または複数種の金属の酸化物を含有することを特徴とする。
【００２３】
この特徴によれば、触媒として、Ｔｉ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ及びＭｎからなる群から選ばれる１種または複数種の金属の酸化物を使用することにより、ガスに含まれる窒素酸化物，硫黄酸化物，一酸化炭素，ダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００２４】
また、本発明の第７の態様は、前記第１から第４のいずれかの態様において、前記触媒は、Ｖ，Ｗ及びＴｉの酸化物を含有することを特徴とする。
【００２５】
この特徴によれば、触媒として、Ｖ，Ｗ及びＴｉの酸化物を使用することにより、ガスに含まれる窒素酸化物，硫黄酸化物，一酸化炭素，ダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００２６】
また、本発明の第８の態様は、前記第２または第４の態様において、前記ろ布は、ガラスの織布，またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリアミド，ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ），メタアミド，ポリエステル，ポリイミド，アクリル，ポリエチレンのいずれかからなる不織布から構成されていることを特徴とする。
【００２７】
この特徴によれば、ろ布として、ガラスの織布、またはＰＴＦＥ，ポリアミド，ＰＰＳ，メタアミド，ポリエステル，ポリイミド，アクリル，ポリエチレンのいずれかからなる不織布から構成されることにより、充分な強度が得られるとともに、ガス中のダストを確実に除去することができ、また充分な耐熱性が得られる。
【００２８】
また、本発明の第９の態様は、前記第３または第４の態様において、前記多孔質膜は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリイミド，フッ素樹脂，ポリエーテルエーテルケトン，ガラス，ガラス及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ），または耐熱ナイロンのいずれかから構成されていることを特徴とする。
【００２９】
この特徴によれば、多孔質膜層として、ＰＴＦＥ，ポリイミド，フッ素樹脂，ポリエーテルエーテルケトン，ガラス，ガラス及びＰＴＦＥ，ＰＰＳ，または耐熱ナイロンのいずれかから構成されることにより、ガス中のダストを確実に除去することができるとともに、充分な耐熱性が得られる。
【００３０】
また、本発明の第１０の態様は、前記第１から第９のいずれかの態様に記載されている有害物質分解除去フィルターを有するバグフィルターである。
【００３１】
この特徴によれば、都市ゴミ焼却施設、汚泥焼却施設、産業廃棄物焼却施設、汚泥土壌処理設備等の排ガス処理設備においてバグフィルターとして使用することにより、これらの施設から排出されるガスに含まれる有害物質を効率よく、かつ確実に除去することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る有害物質分解除去フィルターの一実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る有害物質分解除去フィルターの要部断面図である。
本実施形態に係る有害物質分解除去フィルター１０は、表裏に連通した空孔を有するシート１１にガス中の有害物質を分解除去する触媒１９を坦持した中心層としての触媒層と、前記触媒層の表裏に接触して配置された多孔質膜層１２と、多孔質膜層１２の外側に配置された最外層としてのろ布層１３とを有している。
【００３３】
本発明に使用できるシート１１としては、表裏につながる仕切り壁によって表裏に連通した空孔（空間部）が形成され、その空孔に触媒を坦持可能なもの、すなわち様々な形状をした空孔がシートの表裏に連通した蜂の巣構造（ハニカム）または格子構造のものを使用することができる。このシート１１は、例えば、耐熱性樹脂，耐熱性繊維（例えば、ポリイミド，テトラフルオロエチレン〔ＰＴＦＥ〕，フッ素樹脂，ポリアミドイミド，ポリエーテルエーテルケトン，ポリフェニレンサルファイト〔ＰＰＳ〕，ポリパラフェニレンベンゾビスオサゾール等から形成される繊維），セラミックス，金属，金属酸化物等から構成された耐熱性を有するものを用いることができる。
【００３４】
シート１１の目開きは、触媒１９を坦持可能な範囲で設定することができ、例えば、１００〜２００００μｍ程度とすることができる。また、厚みは、ガス中の有害物質を分解するための充分量の触媒を坦持することができる範囲で設定することができ、例えば、１００〜１００００μｍ程度であればよく、１００〜１０００μｍ程度であればより好ましい。
【００３５】
上記シート１１に触媒１９を坦持することにより触媒１９が空孔の内部に入り込むため、パルスジェット式の逆洗によっても触媒１９の重力方向（すなわち、鉛直方向）への脱落を防止することができ、触媒１９の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。また、空孔がシート１１の表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を通過することができ、圧力損失を生じることがほとんどない。また、ガスが空孔を通過する際に触媒１９と接触することにより、有害物質を確実に分解し、除去することができる。
【００３６】
本発明に使用できる有害物質を分解除去する触媒１９としては、ガスに含まれるダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質を有効に分解することができるものであれば制限なく使用することができる。より具体的には、例えば、チタン（Ｔｉ），ケイ素（Ｓｉ），アルミニウム（Ａｌ），ジルコニウム（Ｚｒ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），コバルト（Ｃｏ），銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ），マンガン（Ｍｎ）等の金属の酸化物を含有するものを使用することができる。
【００３７】
これらの中で、チタン（Ｔｉ），ケイ素（Ｓｉ），アルミニウム（Ａｌ），ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属の酸化物を担体として使用し、それに金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），コバルト（Ｃｏ），銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ），マンガン（Ｍｎ）等の金属の酸化物を坦持させたものが好ましい。特に、チタン（Ｔｉ），バナジウム（Ｖ）及びタングステン（Ｗ）の酸化物を含有するもの、すなわち、二酸化チタン（ＴｉＯ２），五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５），及び三酸化タングステン（ＷＯ３）を含有するものがより好ましい。
【００３８】
これらの金属酸化物はガス中の有害物質、特にダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質に対する触媒分解能が高いため、ガスからこれらの有害物質を確実に除去することができる。もちろん、これらの金属酸化物において有機ハロゲン化合物以外の有害物質、例えば、窒素酸化物，硫黄酸化物，一酸化炭素なども分解して除去することが可能である。
【００３９】
上記金属酸化物の触媒１９は、例えばジェット粉砕により処理した粉末状のものが好ましい。触媒の粒子径は、平均粒子径０．０１〜５００μｍ程度が好ましく、０．１〜１００μｍ程度であればより好ましく、０．１〜１０μｍ程度であれば最も好ましい。触媒の粒子径が上記範囲であると、ダイオキシン類等の有害物質に対する分解触媒能を充分に発揮でき、また有害物質との接触機会が増加するため有害物質の分解を効率的に行うことができるとともに、前記シート１１の空孔の内部に入り込み脱落しにくい状態で坦持させることができる。
【００４０】
また、触媒として上記金属酸化物とともに硫黄（Ｓ）および／またはリン（Ｐ），またはこれらの化合物を含有するものを用いることもできる。触媒に硫黄（Ｓ）および／またはリン（Ｐ），またはこれらの化合物が微量含まれることにより、ダイオキシン類などの有機ハロゲン化合物の触媒分解作用をより一層向上させることが可能である。
【００４１】
これらの触媒１９のシート１１への坦持量は、有害物質を有効に除去できるとともに、所定のガス通過量を確保できる範囲で設定することができ、例えばシート１１の空孔容積の５０〜７０％程度とすることができる。また、シート１１の単位面積を基準とすると１００ｇ／ｍ２以上、好ましくは１００〜５００ｇ／ｍ２、最も好ましくは２００〜４００ｇ／ｍ２とすることができる。触媒１９の坦持量が上記範囲であると、触媒による有害物質の除去を効率的に行うことができるとともに、触媒１９を坦持したシート１１において所定のガス通過量を維持することができ、圧力損失の発生を抑制することができる。
【００４２】
本発明に使用できるろ布１３としては、ガスに含まれるダストを捕捉して除去することができるものを使用できる。より具体的には、例えば、ガラス繊維，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリアミド，ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），メタアミド，ポリエステル，ポリイミド，アクリル，ポリプロピレン等からなる織布または不織布を用いることができる。織布としては、これらの繊維を朱子織り，平織り，綾織，崩綾織り，二重織り，三重織りなどで織り込んだものを例示できる。
【００４３】
上記ろ布１３により、ガスに含まれるダストを捕捉して除去することができ、触媒１９がダストによって汚損されることを防止することができる。また、本実施形態に係る図１に示すように、ろ布層１３を最外層として表裏２層設ける場合には、フィルター全体として所定のガス通過量が得られるようにそれぞれのろ布厚を従来よりも薄く設定することが好ましい。これにより、圧力損失の発生を抑制することが可能となり、フィルターとして適切に使用することができる。
また、多孔質膜１２の外側にろ布１３を配置することにより、比較的破損しやすい多孔質膜１２を保護することができる。これにより、パルスジェット式の逆洗などによって衝撃が付与されても多孔質膜１２が破損される虞がない。
【００４４】
本発明に使用できる多孔質膜１２としては、前記シート１１に坦持された触媒１９及びガス中のダストの径よりも小径の微細孔を有し、かつ、所定の耐熱性を備えたフィルム状のものを使用することができる。より具体的には、例えば、ポリイミド，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），フッ素樹脂，ポリアミドイミド，ポリエーテルエーテルケトン，ガラス，ガラスとポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），耐熱ナイロンなどからなるものを用いることができる。
【００４５】
当該多孔質膜１２を、触媒１９を坦持したシート１１に密接させることにより、触媒よりも小径の微細孔を有する多孔質膜１２によって触媒が下流側または上流側（すなわち、水平方向）に脱落することがほとんどなく、触媒を確実にシート１１に坦持させておくことができる。また、ダストの径よりも小径の微細孔を有する多孔質膜１２によって、ろ布１３で除去されなかった微細なダストも除去されるため、触媒１９がダスト等によって汚損される虞がない。従って、長期間に渡って触媒の坦持量および有害物質分解能を維持することができる。
【００４６】
多孔質膜の密着方法としては、公知に属する任意のラミネート方法または熱圧着方法が望ましい。多孔質膜は、シートまたはろ布のどちらに密着させても良い。また、シートとろ布、多孔質膜が密着したシートとろ布、または多孔質膜が密着したろ布とシート、の接着方法は、例えばキルト加工により行うことができる。
【００４７】
キルト加工の場合には針穴が形成されるため、シリコン系などの接着剤を用いて当該針穴をコーチングすることが好ましい。これにより、針穴を介したダストの有害物質分解除去フィルター内部への入り込みや触媒の脱落を防止することができる。
【００４８】
また図１においては、触媒１９を坦持したシート１１の両側に多孔質膜１２を配置し、さらにその外側にろ布１３を配置した構成としてが、多孔質膜１２の一方もしくは両方を省略してシート１１にろ布１３を接触して設けてもよく、またろ布１３の一方を省略した構成とすることもできる。
【００４９】
本発明の有害物質分解除去フィルターは、例えば図２に示すような排ガス処理施設のバグフィルター式集塵装置におけるバグフィルターとして用いることができる。
排ガス処理施設３０は主要な構成として、焼却炉３１，水冷減温装置３２，バグフィルター式集塵装置３３，送風機３４，および排気塔３５を備えており、さらにバグフィルター式集塵装置３３の上流位置には脱塩剤や剥離剤等の供給手段としての噴霧装置３６が設けられている。
【００５０】
焼却炉３１でゴミ等の焼却により発生する排ガスは、水冷減温装置３２に送られて所定の温度（例えば、１２０〜３００℃）まで冷却された後、本発明の有害物質分解除去フィルターを備えたバグフィルター式集塵装置３３へ送られる。このバグフィルター式集塵装置３３の上流位置の煙道では、噴霧装置３６によりバグフィルター式集塵装置３３へ送られてくる排ガスに脱塩剤，剥離剤，活性炭等を供給できるようになっている。
【００５１】
ここで、図３に本発明の有害物質分解除去フィルターをバグフィルターとして使用した際の状態を示す。
上流側から送られた排ガス２１に含まれるダスト２３は、有害物質分解除去フィルター１０の最外層であるろ布層１３で捕捉されて除去される。また、固形物質であるダスト２３に付着しているダイオキシン類、いわゆる固相ダイオキシン類についても、このろ布層１３によって除去される。そして、除塵された排ガス２１が触媒層を通過する際に、シート１１に坦持された触媒１９と接触する。これにより排ガス２１に含まれる窒素酸化物や硫黄酸化物、一酸化炭素、ダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの気相中の有害物質２４が分解されて除去される。すなわち、固相および気相に存在する有機ハロゲン化合物を確実に除去することができるようになっている。こうして、排ガス２１は有害物質分解除去フィルター１０を通過した後、清浄ガス２２となる。
【００５２】
なお、噴霧装置３６から脱塩剤等を排ガスに添加した場合には、排ガス２１に含まれる塩化水素ガスや窒素酸化物、硫黄酸化物等の有害物質２４がアルカリ性反応剤によって脱塩，脱硝，脱硫されて中和反応物が生成され、この中和生成物はダスト２３と同様にろ布１３によって捕捉されて除去される。もちろん、脱塩剤や中和生成物等に付着しているダイオキシン類についてもろ布１３によって除去される。
【００５３】
また、剥離剤を含む場合には、ダスト２３によるろ布１３の目詰まりが防止される。また活性炭を含む場合には、排ガス２１に含まれる有機ハロゲン化合物等を吸着して除去することができる。
【００５４】
【実施例】
ここで、実施例等を挙げて本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれらになんら限定されるものではない。
【００５５】
実施例
＜有害物質分解除去フィルターの作成＞
ポリアミドから構成され、目開き５ｍｍ、厚さ１００μｍに形成されたシートに、平均粒子径１０μｍ以下の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、二酸化タングステン（ＷＯ２）及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる金属酸化物触媒を３５０ｇ／ｍ２となるように坦持させて中心層としての触媒層を調整した。この触媒層の両面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から構成された多孔質膜を密着し、この多孔質膜のさらに外側に最外層としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の不織布からなるろ布を配置して、キルト加工により図１と同様の有害物質分解除去フィルターを作成した。
【００５６】
＜評価方法＞
試験用バグフィルター装置に上記のように作成した有害物質分解除去フィルターを取り付け、（１）所定逆洗回数後における触媒保持率、及び（２）９０００回の逆洗後における分解性能変化率を評価した。
【００５７】
（１）触媒保持率
下記の条件において、３０００回，６０００回，９０００回のパルスジェット方式逆洗後における触媒保持量を測定し、これらを初期を基準とした触媒保持率として図４に示した。
パルス圧：０．３ＭＰａ
ガス流量：１ｍ／ｍｉｎ
温度：２００℃
【００５８】
（２）分解性能変化率
下記の条件において、初期の分解性能（初期性能：作成した有害物質分解除去フィルターそのもの）と、９０００回のパルスジェット方式逆洗後における有害物質の分解率を測定し、初期性能と９０００回逆洗後の分解性能の変化率を図５に示した。
【００５９】
ガス流量：１ｍ／ｍｉｎ
温度：２００℃
ガス組成：酸素１０％，水分２５％（残り窒素）
ダイオキシン類代替物質（指標物質）：ｏ−クロロフェノール（ｏ−CP）
指標物質濃度：３０ｍｇ／ｈ
【００６０】
比較例
＜有害物質分解除去フィルターの作成＞
平均粒子径１０μｍ以下の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、二酸化タングステン（ＷＯ２）及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる金属酸化物触媒の水スラリを基布に含浸させて３５０ｇ／ｍ２となるように当該金属酸化物触媒を坦持させた後、乾燥させて中心層としての触媒層を調整した。この触媒層の両面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から構成されたろ布を配置して有害物質分解除去フィルターを作成した。
【００６１】
＜評価方法＞
実施例と同様にして、（１）所定逆洗回数後における触媒保持率、及び（２）９０００回の逆洗後における分解性能変化率を評価した。結果をそれぞれ図４及び図５に示した。
【００６２】
＜結果＞
本実施例に係る有害物質分解除去フィルターでは、９０００回の逆洗を行った後でも初期の９７％以上の触媒が保持されていた。一方、本比較例に係る有害物質分解除去フィルターでは、９０００回の逆洗を行った後では８４％程度の触媒しか保持されていなかった。このことから、本発明に係る有害物質分解除去フィルター（実施例）では、触媒の脱落がほとんどなく、長期間に渡って触媒の坦持状態を維持できることが判った。
【００６３】
また、初期性能と逆洗９０００回後との、指標物質であるｏ−クロロフェノール（ｏ−CP）の分解性能の変化率については、本実施例に係る有害物質分解除去フィルターでは９６％程度の変化率が得られた。一方、本比較例に係る有害物質分解除去フィルターでは８４％程度の変化率しか得られなかった。これは、本比較例に係る有害物質分解除去フィルターでは逆洗によって触媒が脱落したことにより有害物質の分解能が低下したためと思われる。
これらの結果から、本発明に係る有害物質分解除去フィルターは、触媒の脱落がほとんどなく長期間に渡って有害物質を有効に分解可能な有害物質分解除去フィルターであり、バグフィルターとして好適に用いることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表裏に連通した空孔を有するシートに触媒を坦持させているため、触媒が重力方向に脱落することがないとともに、当該シートに接触して配置した多孔質膜によって水平方向への脱落が防止される。従って、長期間に渡って触媒を坦持することができ、有害物質を有効に分解可能な有害物質分解除去フィルターであり、またこれはバグフィルターとして好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る有害物質分解除去フィルターの要部断面図である。
【図２】排ガス処理装置の一例を示した概略構成図である。
【図３】本発明の有害物質分解除去フィルターをバグフィルターとして使用した際における排ガス処理状態を示した概略構成図である。
【図４】実施例および比較例に係る触媒保持率を示したグラフ図面である。
【図５】実施例および比較例に係る分解性能変化率を示したグラフ図面である。
【符号の説明】
１０ 有害物質分解除去フィルター
１１ シート
１２ 多孔質膜
１３ ろ布
１９ 触媒
２１ 有害物質等を含むガス（排ガス）
２２ 清浄ガス
２３ ダスト
２４ 有害物質
３０ 排ガス処理装置
３１ 焼却炉
３２ 水冷減温装置
３３ バグフィルター式集塵装置
３４ 送風機
３５ 排気塔
３６ 噴霧装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ゴミ焼却施設、汚泥焼却施設、産業廃棄物焼却施設、汚泥土壌処理設備等の排ガス処理設備などから排出されるガスに含まれる有害物質を分解除去する有害物質分解除去フィルターおよびバグフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ゴミ焼却炉、汚泥焼却施設、産業廃棄物焼却施設、汚泥土壌処理設備等の排ガス処理設備などから排出されるガスには、ダスト（煤塵）や、窒素酸化物，硫黄酸化物，一酸化炭素，ダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質が含まれている。このようなガスを処理する手段として、例えば、以下のようなフィルターが報告されている。
【０００３】
（１）触媒を繊維に着けたろ布の煤塵側（上流側）表面に、テトラフルオロエチレン樹脂連続多孔質膜を備えたバグフィルターがある（例えば、特許文献１参照）。このバグフィルターにおいては、テトラフルオロエチレン樹脂連続多孔質の薄い膜が煤塵側（上流側）への触媒の脱落を防止するとともに、ダスト等による触媒の汚損を防止する作用が得られることが記載されている。
しかし、該バグフィルターはその表面に堆積したダストを払い落とす逆洗処理時や通常使用状態時に、触媒が清浄側（下流側）に脱落しやすいという欠点がある。また、ろ布内での重力方向（すなわち、鉛直方向）への触媒の脱落規制手段については特に記載されておらず、触媒は繊維状のろ布内を重力方向に脱落してしまうことがある。これにより、逆洗処理回数や使用時間が多くなるほど有害物質の分解能が低下してしまう。
【０００４】
（２）内部に微粒子状の排ガス処理剤を坦持した織布または不織布からなるろ布の片面または両面に、多孔質体膜を密着させたバグフィルターがある（例えば、特許文献２参照）。このバグフィルターにおいては、ろ布の表面に密着させた多孔質体膜によって、逆洗時における排ガス処理剤の脱落を防止するとともに、ダスト等による触媒の汚損を防止する作用が得られることが記載されている。
しかし、ろ布の両面に多孔質体膜を密着させたとしても、このバグフィルターではその表面に堆積したダストを払い落とす逆洗処理時や通常使用状態時に、触媒が脱落しやすいという欠点がある。特に、ろ布内での重力方向（すなわち、鉛直方向）への触媒の脱落規制手段については記載されておらず、触媒は織布または不織布からなるろ布内を重力方向に脱落してしまうことがある。また、ろ布の外側に多孔質体膜を設けているため、破損し易いという欠点がある。これにより、逆洗処理回数や使用時間が多くなるほど有害物質の分解能が低下してしまう。
【０００５】
（３）基布を触媒スラリと接触させて乾燥させることにより活性微粒子を坦持した基布の両側をフィルター材で狭持したバグフィルターがある（例えば、特許文献３参照）。
この場合も基布内での重力方向（すなわち、鉛直方向）への触媒の脱落規制手段については記載されておらず、基布内を重力方向に脱落してしまうことがある。これにより、逆洗処理回数や使用時間が多くなるほど有害物質の分解能が低下してしまう。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２３０１１９号公報
【特許文献２】
特開平１１−３０９３１７号公報
【特許文献３】
特開平１１−２４４６３６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような実情に鑑みなされたものであって、その課題は触媒の脱落がほとんどなく、ガス中の有害物質を確実に除去することができ、長期間に渡って使用可能な有害物質分解除去フィルターおよびバグフィルターを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した触媒層を有することを特徴とする。
【０００９】
この特徴によれば、ガス中の有害物質を分解除去する触媒がシートの空孔内に入り込むため、当該触媒が重力方向に脱落することがなく、触媒の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。
また、触媒が入り込む空孔はシートの表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を通過することができるとともに、ガスが当該空孔を通過する際に触媒と接触することによって有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００１０】
また、本発明の第２の態様は、表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した触媒層と、ろ布層と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この特徴によれば、ガス中の有害物質を分解除去する触媒がシートの空孔内に入り込むため、当該触媒が重力方向に脱落することがなく、触媒の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。
また、触媒が入り込む空孔はシートの表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を流通することができるとともに、ガスが当該空孔を通過する際に触媒と接触することによって有害物質を確実に分解して除去することができる。
また、ろ布を触媒層の上流側に配置した場合には、ガス中のダスト等を確実に捕捉して除去することによりダスト等による触媒の汚損を防止することができ、触媒の分解能を長期間維持することができる。また、ろ布層を設けることにより有害物質分解除去フィルター全体としての強度を高めることができるとともに、触媒の脱落防止を間接的に補完することができる。また、ろ布層を触媒層に接触して設けた場合には触媒の脱落を直接的に規制することができる。
【００１２】
また、本発明の第３の態様は、表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した触媒層と、前記触媒層に接触して配置された多孔質膜層と、を有することを特徴とする。
【００１３】
この特徴によれば、ガス中の有害物質を分解除去する触媒がシートの空孔内に入り込むため、当該触媒が重力方向に脱落することがなく、触媒の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。
また、触媒が入り込む空孔はシートの表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を流通することができるとともに、ガスが当該空孔を通過する際に触媒と接触することによって有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００１４】
また、多孔質膜を触媒層の上流側に配置した場合には、触媒の上流側への脱落を防止することができるとともに、ガス中のダスト等を確実に捕捉して除去することにより、ダスト等による触媒の汚損を防止することができ、触媒の分解能を長期間維持することができる。また、多孔質膜を触媒層の下流側に配置した場合には、触媒の下流側への脱落を防止することができる。
【００１５】
また、本発明の第４の態様は、表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した中心層としての触媒層と、前記触媒層の表裏に接触して配置された多孔質膜層と、前記多孔質膜層に接触して配置された最外層としてのろ布層と、を有することを特徴とする。
【００１６】
この特徴によれば、ガス中の有害物質を分解除去する触媒がシートの空孔内に入り込むため、当該触媒が重力方向に脱落することがなく、触媒の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。
また、触媒が入り込む空孔はシートの表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を流通することができるとともに、ガスが当該空孔を通過する際に触媒と接触することによって有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００１７】
また、触媒層の表裏に接触して配置された多孔質膜層によって、逆洗時などにおける触媒の脱落、特に上流側及び下流側（すなわち、水平方向）への脱落が防止され、長期間に渡って触媒の坦持状態を維持することができる。
【００１８】
また、最外層にはろ布層が配置されているので、有害物質分解除去フィルター全体としての強度を高めることができるとともに、その内側に配置されている多孔質膜層をダストや逆洗時のパルスジェットなどから保護することができ、当該多孔質膜層の破損などの虞がない。また、当該ろ布層および多孔質膜層によってガス中のダスト等を捕捉して除去することができるため、触媒がダスト等によって汚損される虞がなく、長期間に渡り触媒の有害物質分解能を維持することができる。
【００１９】
すなわち、本発明の有害物質分解除去フィルターにおいては、触媒の脱落がほとんどないとともに、触媒が汚損される虞もないため、長期間に渡り有害物質を分解除去することができる長寿命なフィルターである。
【００２０】
また、本発明の第５の態様は、前記第１から第４のいずれかの態様において、前記シートは、耐熱性樹脂，耐熱性繊維，セラミックス，金属，または金属酸化物のいずれかから構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この特徴によれば、シートとして、耐熱性樹脂，耐熱性繊維，セラミックス，金属，または金属酸化物のいずれかから構成されることにより、充分な耐熱性が得られる。
【００２２】
また、本発明の第６の態様は、前記第１から第４のいずれかの態様において、前記触媒は、Ｔｉ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ及びＭｎからなる群から選ばれる１種または複数種の金属の酸化物を含有することを特徴とする。
【００２３】
この特徴によれば、触媒として、Ｔｉ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ及びＭｎからなる群から選ばれる１種または複数種の金属の酸化物を使用することにより、ガスに含まれる窒素酸化物，硫黄酸化物，一酸化炭素，ダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００２４】
また、本発明の第７の態様は、前記第１から第４のいずれかの態様において、前記触媒は、Ｖ，Ｗ及びＴｉの酸化物を含有することを特徴とする。
【００２５】
この特徴によれば、触媒として、Ｖ，Ｗ及びＴｉの酸化物を使用することにより、ガスに含まれる窒素酸化物，硫黄酸化物，一酸化炭素，ダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質を確実に分解して除去することができる。
【００２６】
また、本発明の第８の態様は、前記第２または第４の態様において、前記ろ布は、ガラスの織布，またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリアミド，ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ），メタアミド，ポリエステル，ポリイミド，アクリル，ポリエチレンのいずれかからなる不織布から構成されていることを特徴とする。
【００２７】
この特徴によれば、ろ布として、ガラスの織布、またはＰＴＦＥ，ポリアミド，ＰＰＳ，メタアミド，ポリエステル，ポリイミド，アクリル，ポリエチレンのいずれかからなる不織布から構成されることにより、充分な強度が得られるとともに、ガス中のダストを確実に除去することができ、また充分な耐熱性が得られる。
【００２８】
また、本発明の第９の態様は、前記第３または第４の態様において、前記多孔質膜は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリイミド，フッ素樹脂，ポリエーテルエーテルケトン，ガラス，ガラス及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ），または耐熱ナイロンのいずれかから構成されていることを特徴とする。
【００２９】
この特徴によれば、多孔質膜層として、ＰＴＦＥ，ポリイミド，フッ素樹脂，ポリエーテルエーテルケトン，ガラス，ガラス及びＰＴＦＥ，ＰＰＳ，または耐熱ナイロンのいずれかから構成されることにより、ガス中のダストを確実に除去することができるとともに、充分な耐熱性が得られる。
【００３０】
また、本発明の第１０の態様は、前記第１から第９のいずれかの態様に記載されている有害物質分解除去フィルターを有するバグフィルターである。
【００３１】
この特徴によれば、都市ゴミ焼却施設、汚泥焼却施設、産業廃棄物焼却施設、汚泥土壌処理設備等の排ガス処理設備においてバグフィルターとして使用することにより、これらの施設から排出されるガスに含まれる有害物質を効率よく、かつ確実に除去することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る有害物質分解除去フィルターの一実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る有害物質分解除去フィルターの要部断面図である。
本実施形態に係る有害物質分解除去フィルター１０は、表裏に連通した空孔を有するシート１１にガス中の有害物質を分解除去する触媒１９を坦持した中心層としての触媒層と、前記触媒層の表裏に接触して配置された多孔質膜層１２と、多孔質膜層１２の外側に配置された最外層としてのろ布層１３とを有している。
【００３３】
本発明に使用できるシート１１としては、表裏につながる仕切り壁によって表裏に連通した空孔（空間部）が形成され、その空孔に触媒を坦持可能なもの、すなわち様々な形状をした空孔がシートの表裏に連通した蜂の巣構造（ハニカム）または格子構造のものを使用することができる。このシート１１は、例えば、耐熱性樹脂，耐熱性繊維（例えば、ポリイミド，テトラフルオロエチレン〔ＰＴＦＥ〕，フッ素樹脂，ポリアミドイミド，ポリエーテルエーテルケトン，ポリフェニレンサルファイト〔ＰＰＳ〕，ポリパラフェニレンベンゾビスオサゾール等から形成される繊維），セラミックス，金属，金属酸化物等から構成された耐熱性を有するものを用いることができる。
【００３４】
シート１１の目開きは、触媒１９を坦持可能な範囲で設定することができ、例えば、１００〜２００００μｍ程度とすることができる。また、厚みは、ガス中の有害物質を分解するための充分量の触媒を坦持することができる範囲で設定することができ、例えば、１００〜１００００μｍ程度であればよく、１００〜１０００μｍ程度であればより好ましい。
【００３５】
上記シート１１に触媒１９を坦持することにより触媒１９が空孔の内部に入り込むため、パルスジェット式の逆洗によっても触媒１９の重力方向（すなわち、鉛直方向）への脱落を防止することができ、触媒１９の坦持状態を長期間に渡って維持することができる。また、空孔がシート１１の表裏に連通しているため、ガスがこの空孔を通過することができ、圧力損失を生じることがほとんどない。また、ガスが空孔を通過する際に触媒１９と接触することにより、有害物質を確実に分解し、除去することができる。
【００３６】
本発明に使用できる有害物質を分解除去する触媒１９としては、ガスに含まれるダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質を有効に分解することができるものであれば制限なく使用することができる。より具体的には、例えば、チタン（Ｔｉ），ケイ素（Ｓｉ），アルミニウム（Ａｌ），ジルコニウム（Ｚｒ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），コバルト（Ｃｏ），銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ），マンガン（Ｍｎ）等の金属の酸化物を含有するものを使用することができる。
【００３７】
これらの中で、チタン（Ｔｉ），ケイ素（Ｓｉ），アルミニウム（Ａｌ），ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属の酸化物を担体として使用し、それに金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），コバルト（Ｃｏ），銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ），マンガン（Ｍｎ）等の金属の酸化物を坦持させたものが好ましい。特に、チタン（Ｔｉ），バナジウム（Ｖ）及びタングステン（Ｗ）の酸化物を含有するもの、すなわち、二酸化チタン（ＴｉＯ２），五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５），及び三酸化タングステン（ＷＯ３）を含有するものがより好ましい。
【００３８】
これらの金属酸化物はガス中の有害物質、特にダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの有害物質に対する触媒分解能が高いため、ガスからこれらの有害物質を確実に除去することができる。もちろん、これらの金属酸化物において有機ハロゲン化合物以外の有害物質、例えば、窒素酸化物，硫黄酸化物，一酸化炭素なども分解して除去することが可能である。
【００３９】
上記金属酸化物の触媒１９は、例えばジェット粉砕により処理した粉末状のものが好ましい。触媒の粒子径は、平均粒子径０．０１〜５００μｍ程度が好ましく、０．１〜１００μｍ程度であればより好ましく、０．１〜１０μｍ程度であれば最も好ましい。触媒の粒子径が上記範囲であると、ダイオキシン類等の有害物質に対する分解触媒能を充分に発揮でき、また有害物質との接触機会が増加するため有害物質の分解を効率的に行うことができるとともに、前記シート１１の空孔の内部に入り込み脱落しにくい状態で坦持させることができる。
【００４０】
また、触媒として上記金属酸化物とともに硫黄（Ｓ）および／またはリン（Ｐ），またはこれらの化合物を含有するものを用いることもできる。触媒に硫黄（Ｓ）および／またはリン（Ｐ），またはこれらの化合物が微量含まれることにより、ダイオキシン類などの有機ハロゲン化合物の触媒分解作用をより一層向上させることが可能である。
【００４１】
これらの触媒１９のシート１１への坦持量は、有害物質を有効に除去できるとともに、所定のガス通過量を確保できる範囲で設定することができ、例えばシート１１の空孔容積の５０〜７０％程度とすることができる。また、シート１１の単位面積を基準とすると１００ｇ／ｍ２以上、好ましくは１００〜５００ｇ／ｍ２、最も好ましくは２００〜４００ｇ／ｍ２とすることができる。触媒１９の坦持量が上記範囲であると、触媒による有害物質の除去を効率的に行うことができるとともに、触媒１９を坦持したシート１１において所定のガス通過量を維持することができ、圧力損失の発生を抑制することができる。
【００４２】
本発明に使用できるろ布１３としては、ガスに含まれるダストを捕捉して除去することができるものを使用できる。より具体的には、例えば、ガラス繊維，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリアミド，ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），メタアミド，ポリエステル，ポリイミド，アクリル，ポリプロピレン等からなる織布または不織布を用いることができる。織布としては、これらの繊維を朱子織り，平織り，綾織，崩綾織り，二重織り，三重織りなどで織り込んだものを例示できる。
【００４３】
上記ろ布１３により、ガスに含まれるダストを捕捉して除去することができ、触媒１９がダストによって汚損されることを防止することができる。また、本実施形態に係る図１に示すように、ろ布層１３を最外層として表裏２層設ける場合には、フィルター全体として所定のガス通過量が得られるようにそれぞれのろ布厚を従来よりも薄く設定することが好ましい。これにより、圧力損失の発生を抑制することが可能となり、フィルターとして適切に使用することができる。
また、多孔質膜１２の外側にろ布１３を配置することにより、比較的破損しやすい多孔質膜１２を保護することができる。これにより、パルスジェット式の逆洗などによって衝撃が付与されても多孔質膜１２が破損される虞がない。
【００４４】
本発明に使用できる多孔質膜１２としては、前記シート１１に坦持された触媒１９及びガス中のダストの径よりも小径の微細孔を有し、かつ、所定の耐熱性を備えたフィルム状のものを使用することができる。より具体的には、例えば、ポリイミド，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），フッ素樹脂，ポリアミドイミド，ポリエーテルエーテルケトン，ガラス，ガラスとポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），耐熱ナイロンなどからなるものを用いることができる。
【００４５】
当該多孔質膜１２を、触媒１９を坦持したシート１１に密接させることにより、触媒よりも小径の微細孔を有する多孔質膜１２によって触媒が下流側または上流側（すなわち、水平方向）に脱落することがほとんどなく、触媒を確実にシート１１に坦持させておくことができる。また、ダストの径よりも小径の微細孔を有する多孔質膜１２によって、ろ布１３で除去されなかった微細なダストも除去されるため、触媒１９がダスト等によって汚損される虞がない。従って、長期間に渡って触媒の坦持量および有害物質分解能を維持することができる。
【００４６】
多孔質膜の密着方法としては、公知に属する任意のラミネート方法または熱圧着方法が望ましい。多孔質膜は、シートまたはろ布のどちらに密着させても良い。また、シートとろ布、多孔質膜が密着したシートとろ布、または多孔質膜が密着したろ布とシート、の接着方法は、例えばキルト加工により行うことができる。
【００４７】
キルト加工の場合には針穴が形成されるため、シリコン系などの接着剤を用いて当該針穴をコーチングすることが好ましい。これにより、針穴を介したダストの有害物質分解除去フィルター内部への入り込みや触媒の脱落を防止することができる。
【００４８】
また図１においては、触媒１９を坦持したシート１１の両側に多孔質膜１２を配置し、さらにその外側にろ布１３を配置した構成としてが、多孔質膜１２の一方もしくは両方を省略してシート１１にろ布１３を接触して設けてもよく、またろ布１３の一方を省略した構成とすることもできる。
【００４９】
本発明の有害物質分解除去フィルターは、例えば図２に示すような排ガス処理施設のバグフィルター式集塵装置におけるバグフィルターとして用いることができる。
排ガス処理施設３０は主要な構成として、焼却炉３１，水冷減温装置３２，バグフィルター式集塵装置３３，送風機３４，および排気塔３５を備えており、さらにバグフィルター式集塵装置３３の上流位置には脱塩剤や剥離剤等の供給手段としての噴霧装置３６が設けられている。
【００５０】
焼却炉３１でゴミ等の焼却により発生する排ガスは、水冷減温装置３２に送られて所定の温度（例えば、１２０〜３００℃）まで冷却された後、本発明の有害物質分解除去フィルターを備えたバグフィルター式集塵装置３３へ送られる。このバグフィルター式集塵装置３３の上流位置の煙道では、噴霧装置３６によりバグフィルター式集塵装置３３へ送られてくる排ガスに脱塩剤，剥離剤，活性炭等を供給できるようになっている。
【００５１】
ここで、図３に本発明の有害物質分解除去フィルターをバグフィルターとして使用した際の状態を示す。
上流側から送られた排ガス２１に含まれるダスト２３は、有害物質分解除去フィルター１０の最外層であるろ布層１３で捕捉されて除去される。また、固形物質であるダスト２３に付着しているダイオキシン類、いわゆる固相ダイオキシン類についても、このろ布層１３によって除去される。そして、除塵された排ガス２１が触媒層を通過する際に、シート１１に坦持された触媒１９と接触する。これにより排ガス２１に含まれる窒素酸化物や硫黄酸化物、一酸化炭素、ダイオキシン類に代表される有機ハロゲン化合物などの気相中の有害物質２４が分解されて除去される。すなわち、固相および気相に存在する有機ハロゲン化合物を確実に除去することができるようになっている。こうして、排ガス２１は有害物質分解除去フィルター１０を通過した後、清浄ガス２２となる。
【００５２】
なお、噴霧装置３６から脱塩剤等を排ガスに添加した場合には、排ガス２１に含まれる塩化水素ガスや窒素酸化物、硫黄酸化物等の有害物質２４がアルカリ性反応剤によって脱塩，脱硝，脱硫されて中和反応物が生成され、この中和生成物はダスト２３と同様にろ布１３によって捕捉されて除去される。もちろん、脱塩剤や中和生成物等に付着しているダイオキシン類についてもろ布１３によって除去される。
【００５３】
また、剥離剤を含む場合には、ダスト２３によるろ布１３の目詰まりが防止される。また活性炭を含む場合には、排ガス２１に含まれる有機ハロゲン化合物等を吸着して除去することができる。
【００５４】
【実施例】
ここで、実施例等を挙げて本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれらになんら限定されるものではない。
【００５５】
実施例
＜有害物質分解除去フィルターの作成＞
ポリアミドから構成され、目開き５ｍｍ、厚さ１００μｍに形成されたシートに、平均粒子径１０μｍ以下の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、二酸化タングステン（ＷＯ２）及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる金属酸化物触媒を３５０ｇ／ｍ２となるように坦持させて中心層としての触媒層を調整した。この触媒層の両面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から構成された多孔質膜を密着し、この多孔質膜のさらに外側に最外層としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の不織布からなるろ布を配置して、キルト加工により図１と同様の有害物質分解除去フィルターを作成した。
【００５６】
＜評価方法＞
試験用バグフィルター装置に上記のように作成した有害物質分解除去フィルターを取り付け、（１）所定逆洗回数後における触媒保持率、及び（２）９０００回の逆洗後における分解性能変化率を評価した。
【００５７】
（１）触媒保持率
下記の条件において、３０００回，６０００回，９０００回のパルスジェット方式逆洗後における触媒保持量を測定し、これらを初期を基準とした触媒保持率として図４に示した。
パルス圧：０．３ＭＰａ
ガス流量：１ｍ／ｍｉｎ
温度：２００℃
【００５８】
（２）分解性能変化率
下記の条件において、初期の分解性能（初期性能：作成した有害物質分解除去フィルターそのもの）と、９０００回のパルスジェット方式逆洗後における有害物質の分解率を測定し、初期性能と９０００回逆洗後の分解性能の変化率を図５に示した。
【００５９】
ガス流量：１ｍ／ｍｉｎ
温度：２００℃
ガス組成：酸素１０％，水分２５％（残り窒素）
ダイオキシン類代替物質（指標物質）：ｏ−クロロフェノール（ｏ−CP）
指標物質濃度：３０ｍｇ／ｈ
【００６０】
比較例
＜有害物質分解除去フィルターの作成＞
平均粒子径１０μｍ以下の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、二酸化タングステン（ＷＯ２）及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる金属酸化物触媒の水スラリを基布に含浸させて３５０ｇ／ｍ２となるように当該金属酸化物触媒を坦持させた後、乾燥させて中心層としての触媒層を調整した。この触媒層の両面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から構成されたろ布を配置して有害物質分解除去フィルターを作成した。
【００６１】
＜評価方法＞
実施例と同様にして、（１）所定逆洗回数後における触媒保持率、及び（２）９０００回の逆洗後における分解性能変化率を評価した。結果をそれぞれ図４及び図５に示した。
【００６２】
＜結果＞
本実施例に係る有害物質分解除去フィルターでは、９０００回の逆洗を行った後でも初期の９７％以上の触媒が保持されていた。一方、本比較例に係る有害物質分解除去フィルターでは、９０００回の逆洗を行った後では８４％程度の触媒しか保持されていなかった。このことから、本発明に係る有害物質分解除去フィルター（実施例）では、触媒の脱落がほとんどなく、長期間に渡って触媒の坦持状態を維持できることが判った。
【００６３】
また、初期性能と逆洗９０００回後との、指標物質であるｏ−クロロフェノール（ｏ−CP）の分解性能の変化率については、本実施例に係る有害物質分解除去フィルターでは９６％程度の変化率が得られた。一方、本比較例に係る有害物質分解除去フィルターでは８４％程度の変化率しか得られなかった。これは、本比較例に係る有害物質分解除去フィルターでは逆洗によって触媒が脱落したことにより有害物質の分解能が低下したためと思われる。
これらの結果から、本発明に係る有害物質分解除去フィルターは、触媒の脱落がほとんどなく長期間に渡って有害物質を有効に分解可能な有害物質分解除去フィルターであり、バグフィルターとして好適に用いることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表裏に連通した空孔を有するシートに触媒を坦持させているため、触媒が重力方向に脱落することがないとともに、当該シートに接触して配置した多孔質膜によって水平方向への脱落が防止される。従って、長期間に渡って触媒を坦持することができ、有害物質を有効に分解可能な有害物質分解除去フィルターであり、またこれはバグフィルターとして好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る有害物質分解除去フィルターの要部断面図である。
【図２】排ガス処理装置の一例を示した概略構成図である。
【図３】本発明の有害物質分解除去フィルターをバグフィルターとして使用した際における排ガス処理状態を示した概略構成図である。
【図４】実施例および比較例に係る触媒保持率を示したグラフ図面である。
【図５】実施例および比較例に係る分解性能変化率を示したグラフ図面である。
【符号の説明】
１０ 有害物質分解除去フィルター
１１ シート
１２ 多孔質膜
１３ ろ布
１９ 触媒
２１ 有害物質等を含むガス（排ガス）
２２ 清浄ガス
２３ ダスト
２４ 有害物質
３０ 排ガス処理装置
３１ 焼却炉
３２ 水冷減温装置
３３ バグフィルター式集塵装置
３４ 送風機
３５ 排気塔
３６ 噴霧装置
Claims (10)
- 表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した触媒層を有することを特徴とする、有害物質分解除去フィルター。
- 表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した触媒層と、
ろ布層と、を有することを特徴とする有害物質分解除去フィルター。 - 表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した触媒層と、
前記触媒層に接触して配置された多孔質膜層と、を有することを特徴とする、有害物質分解除去フィルター。 - 表裏に連通した空孔を有するシートにガス中の有害物質を分解除去する触媒を坦持した中心層としての触媒層と、
前記触媒層の表裏に接触して配置された多孔質膜層と、
前記多孔質膜層に接触して配置された最外層としてのろ布層と、を有することを特徴とする、有害物質分解除去フィルター。 - 請求項１から請求項４のいずれか一項において、前記シートは、耐熱性樹脂，耐熱性繊維，セラミックス，金属，または金属酸化物のいずれかから構成されていることを特徴とする、有害物質分解除去フィルター。
- 請求項１から請求項４のいずれか一項において、前記触媒は、Ｔｉ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ及びＭｎからなる群から選ばれる１種または複数種の金属の酸化物を含有することを特徴とする、有害物質分解除去フィルター。
- 請求項１から請求項４のいずれか一項において、前記触媒は、Ｖ，Ｗ及びＴｉの酸化物を含有することを特徴とする、有害物質分解除去フィルター。
- 請求項２または請求項４において、前記ろ布は、ガラスの織布，またはポリテトラフルオロエチレン，ポリアミド，ポリフェニレンサルファイト，メタアミド，ポリエステル，ポリイミド，アクリル，ポリエチレンのいずれかからなる不織布から構成されていることを特徴とする、有害物質分解除去フィルター。
- 請求項３または請求項４において、前記多孔質膜は、ポリテトラフルオロエチレン，ポリイミド，フッ素樹脂，ポリエーテルエーテルケトン，ガラス，ガラス及びポリテトラフルオロエチレン，ポリフェニレンサルファイト，または耐熱ナイロンのいずれかから構成されていることを特徴とする、有害物質分解除去フィルター。
- 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載されている有害物質分解除去フィルターを有するバグフィルター。
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