JP2005349246A - バグフィルタ及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガス量や排ガス中のダスト濃度が急激に変化しても、バグフィルタに損傷を与えることなく堆積したダストを効率よく払い落とすことができるバグフィルタの払い落とし方法及び装置を提供する。
【解決手段】集塵装置１０の上部には、圧縮エアタンク３４と連結したパルス配管３２が設置される。パルス配管３２には、ろ布２２，２２…の上方から圧縮エアを噴射するノズル４２，４２…が配置されるとともに、圧縮エアを調整する圧力調整器３６及びダイヤフラムバルブ３８が設けられる。ダスト濃度計４６は、入口煙道１４で排ガス中のダスト濃度を測定する。差圧計４８は、入口煙道側及び出口煙道側ケーシング１２ａ，１２ｂ内の差圧を測定する。制御部４０は、ダスト濃度計４６及び差圧計４８から送信された各測定値を基にして、圧縮調整機３６及びダイヤフラムバルブ３８を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明はバグフィルタ及びその運転方法に係り、特にごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉、発電プラントから発生する排ガス中に含有されるダストなどの粒子をろ布で捕集するバグフィルタ及びその運転方法に関する。

ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉、発電プラントなどには、発生した排ガス中のダストを除去するために集塵装置が設置される。

集塵装置としては、静電気を発生させてダストを捕集する電気集塵機や、排ガスをろ布に通過させてダストを捕集するバグフィルタがあり、これらは処理する排ガスの種類や規模によって選定される。電気集塵機は、排ガスの圧損が少なくメンテナンスが容易なため、発電プラントなどの大容量の排ガス処理に用いられる。一方、バグフィルタは、集塵効率が高く微粒子除去に適しているため、焼却炉の排ガス処理に用いられることが多い。また、最近では、特に海外のプラントにおいて、コストの優位性から大容量向けの排ガス処理にもバグフィルタが適用されるケースが増えてきている。

従来、バグフィルタは、複数のろ布を平行に配設し、これらのろ布に燃焼排ガスを通過させる。燃焼排ガス中に含まれるダストは、複数のろ布によって捕集され、ろ布に堆積する。堆積したダストは、逆洗装置から供給される圧縮エアによって定期的に払い落される。

逆洗装置として知られているパルスジェット式の装置は、ろ布の端部にベンチュリ管とノズルとを配設し、このノズルから一定時間毎にバグフィルタの内部に圧縮エアを噴射することにより、バグフィルタが変形し、その変形による剪断力で堆積したダストを払い落とす。

従来、パルスジェット式の逆洗装置は、タイマ制御によって一定時間間隔で圧縮エアを噴射するタイマ制御式のものや、特許文献１のように、入口煙道の圧力と出口煙道の圧力との差圧を実測し、その差圧に対応した条件で圧縮エアによる払落力を制御する逆洗装置が提案されている。
特開２００１−１７８１３号公報

しかしながら、一定時間間隔で圧縮エアを噴射するタイマ制御の逆洗装置では、バグフィルタの負荷に関係なく一定時間に払い落としが生じるため、ダスト濃度が高い場合には、ダストの払い落としを効率よく行なうことができないという問題があった。したがって、タイマ制御の逆洗装置では、焼却炉など前工程の運転を制御しなければならないという問題があった。

また、特許文献１のように差圧で制御する逆洗装置では、急激なダスト濃度の変化に対応することができないため、効果的にダストを払い落とすことができないばかりでなく、そのダスト濃度に対応した払落力（衝撃）によってバグフィルタが損傷するという問題があった。更にまた、排ガス量の変動によって集塵装置の負荷が増大し、差圧が一度上昇すると、ダストがろ布に癒着するため、圧縮エアの噴射回数を増やしても効率よくダストを払い落とすことが困難になり、且つ、バグフィルタの各装置にかかる負担が増加するため、安定した集塵を行なうことができないという欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、処理ガス量の変動による負荷に対応し、急激な差圧上昇を抑えることができ、適切な払い落とし条件にて逆洗運転を行なうことができるバグフィルタ及びその運転方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、入口煙道からの排ガスをろ布に通過させることにより排ガス中のダストをろ布によって捕集するとともにダストが捕集された排ガスを出口煙道から排気するバグフィルタであって、前記ろ布に付着したダストを圧縮エアによって払い落とす逆洗手段を備えたバグフィルタにおいて、前記煙道内の排ガス中のダスト濃度を所定時間間隔で測定する濃度測定手段と、該濃度測定手段によって測定したダスト濃度に基づき前記逆洗手段による圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は前記目的を達成するために、入口煙道からの排ガスをろ布に通過させることにより排ガス中のダストをろ布によって捕集するとともにダストが捕集された排ガスを出口煙道から排気するバグフィルタであって、逆洗手段から供給される圧縮エアによって前記ろ布に付着したダストを払い落とすバグフィルタの運転方法において、前記入口煙道内の排ガス中のダスト濃度を濃度測定手段によって所定時間間隔で測定し、測定したダスト濃度に基づき前記逆洗手段による圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御手段により制御してダストを払い落とすことを特徴とする。

本発明によれば、バグフィルタでは、入口煙道からの排ガスをろ布に通過させて、排ガス中のダストをろ布によって捕集するとともに、ダストが捕集された排ガスを出口煙道から排気することにより、排ガス中のダストが除去される。このバグフィルタによる排ガスの集塵を連続して行なうと、ろ布の表面上にダストが堆積して集塵能力が低下するため、バグフィルタに逆洗手段を設置して、逆洗手段において圧縮エアによりろ布の表面に堆積したダストを払い落とす逆洗を定期的に行なう必要がある。

本発明のバグフィルタの逆洗は、バグフィルタの入口煙道に設けられた濃度測定手段で通過する排ガス中のダスト濃度を所定時間間隔で測定し、測定されたダスト濃度を基にして、逆洗手段における圧縮エアのエア圧力や噴射間隔を制御手段で制御するようにした。これにより、バグフィルタ内へ流入する排ガス中のダスト濃度の変化に応じて、常に適切なエア圧及び／又は噴射間隔で圧縮エアによる逆洗を前もって行なうことができるので、バグフィルタに堆積したダストを効率よく払い落とすことができる。これにより、バグフィルタにおいて安定した集塵能力を保持することができるとともに、逆洗における過度な回数や圧力によってバグフィルタの寿命が低下することを防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制御手段は、前記濃度測定手段によって測定されたダスト濃度に基づき、前記入口煙道側の圧力と前記出口煙道側の圧力との差圧を予測する予測手段を有し、該予測手段によって予測した差圧に基づいて前記逆洗手段による圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の制御手段は、前記濃度測定手段によって測定された複数のダスト濃度に基づき、前記入口煙道側の圧力と前記出口煙道側の圧力との差圧を予測し、予測した差圧に基づいて前記逆洗手段による圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御することを特徴とする。

請求項２及び４によれば、バグフィルタにおいて、制御手段では、濃度測定手段で複数回測定された排ガス中の各ダスト濃度から予測手段によって入口煙道側と出口煙道側との差圧を予測して、予測された差圧に基づいて圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御するようにした。すなわち、制御手段において測定された複数のダスト濃度から今後発生する差圧を予測して、実際の差圧が予測手段で予測した差圧にならないように逆洗手段を制御して、前もってろ布に堆積したダストを払い落とすようにした。これにより、必要最小限の圧力及び噴射間隔で圧縮エアによる逆洗が行なわれて、バグフィルタに対して安定した差圧を保持することができるので、バグフィルタにおける安定した集塵を効率よく行なうことができるとともに、ろ布の寿命の低下を防止することができる。

以上説明したように本発明に係るバグフィルタ及びその運転方法によれば、測定された排ガス中のダスト濃度に基づいて、圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御しているため、処理ガス量の変動による負荷に対応し、かつ急激な差圧上昇を抑えることができる逆洗を行なうことができる。これにより、バグフィルタにおいて、安定した排ガスの集塵を効率よく行なうことができるとともに、ろ布の寿命が低下することを防止できる。

以下添付図面に従って本発明に係るバグフィルタ及びその運転方法の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明のバグフィルタ及びその運転方法を好適に用いた実施の形態であるバグフィルタ１０の構成図である。

同図の如く、バグフィルタ１０は、主にホッパー状に形成されたケーシング１２と、ケーシング１２の下部側面に設置された入口煙道１４と、ケーシング１２の上部側面に設置された出口煙道１６と、から構成される。出口煙道１６には、不図示のファンが設けられており、このファンの駆動により排ガスが入口煙道１４からケーシング１２内に導入されて、出口煙道１６から排出される。

ケーシング１２の内部には、仕切り板１８が水平に配置され、この仕切り板１８によってケーシング１２の内部が入口煙道側ケーシング１２ａと出口煙道側ケーシング１２ｂとに仕切られている。仕切り板１８には多数の穴２０，２０…が縦横に整列された状態に形成されており、各穴２０，２０…にはろ布２２，２２…が吊り下げられている。

ろ布２２は、多孔質の布やフェルトなどを筒状に形成したものであり、その下端が閉塞されている。ろ布２２は、開口した上端が仕切り板１８に形成された穴２０を臨むようにして取り付けられている。これにより、入口煙道１４から入口煙道側ケーシング１２ａに導入された排ガスは、ろ布２２の外部から内部に入り込んだ後、穴２０を通って出口煙道側ケーシング１２ｂを介して出口煙道１６から排気される。その際、排ガス中に浮遊するダストはろ布２２によって捕集されるため、出口煙道１６からは清浄ガスが排気される。

バグフィルタ１０の上方には、逆洗装置３０が設けられている。逆洗装置３０は、主に逆洗手段であるパルス配管３２と、圧縮エアタンク３４と、調整手段である圧縮調整機３６及びダイヤフラムバルブ３８と、制御手段である制御部４０と、から構成される。

パルス配管３２は、出口煙道側ケーシング１２ｂ内に設置され、各穴２０，２０…の上方にはノズル４２，４２…が配置されるとともに圧縮エアを貯留して供給する圧縮エアタンク３４と連結している。また、パルス配管３２には、圧縮エアのエア圧を調整する圧縮調整機３６と、圧縮エアの噴射間隔を調整するダイヤフラムバルブ３８とが設けられている。したがって、圧縮調整機３６及びダイヤフラムバルブ３８を調整することにより、圧縮エアタンク３４からパルス配管３２に供給された圧縮エアが、エア圧及び噴射間隔が調整された状態で各ノズル４２，４２…からろ布２２の内面へ噴射される。

図２は、バグフィルタ１０におけるろ布２２とノズル４２との位置関係を示した模式図である。

ろ布２２は、仕切り板１８に形成された穴２０に臨むように取り付けられるとともに、ろ布２２の開口する内側にはベンチュリ管４４が設置されている。ベンチュリ管４４は、図２に示すように、下部を絞った形状を有しており、下部の内径は例えばろ布２２の内径に対して略半分に形成される。したがって、パルス配管３２を介してノズル４２から噴射された圧縮エアは、ろ布２２の開口へ吹き付けられる。このとき、圧縮エアは、ベンチュリ管４４を介してろ布２２の内部へ効率よく供給されるため、ろ布２２の形状が変形して、変形によって生じた剪断力でろ布２２の外面に堆積したダストが払い落とされる。

また、図１に示すように、バグフィルタ１０は、入口煙道１４の近傍にダスト濃度測定手段であるダスト濃度計４６が配置されるとともに、ケーシング１２の近傍に差圧測定手段である差圧計４８が配置される。ダスト濃度計４６では、入口煙道１４を通過する排ガス中のダスト濃度が測定され、差圧計４８では、入口煙道側ケーシング１２ａ内の圧力と出口煙道側ケーシング１２ｂ内の圧力とを測定する。ダスト濃度計４６及び差圧計４８は制御手段及び予測手段である制御部４０と接続しており、ダスト濃度計４６及び差圧計４８で測定された測定値が制御部４０へ送信される。

制御部４０は、受信した各測定値を基に、設定された所定の値と比較して、接続する圧縮調整機３６及びダイヤフラムバルブ３８による圧縮エアの調整を制御する。

次に、上述した実施の形態であるバグフィルタ１０を用いて、本発明のバグフィルタ及びその運転方法の作用について説明する。

バグフィルタ１０へ供給される排ガスは、前工程の状況によってその量やダスト濃度が変化する。したがって、処理する排ガスの量やダスト濃度が急激に上昇してバグフィルタ１０への負荷が急激に増大すると、ろ布２２，２２…に急激に堆積したダストを圧縮エアの噴射によって効率よく払い落とすことができない上、ろ布２２，２２…に堆積したダストが癒着して集塵能力の低下が生じるという問題があった。

その対策として、噴射する圧縮エアの回数や圧力を増加させれば、ろ布２２，２２…に堆積したダストを確実に振り落とすことができる。しかしながら、逆洗装置３０において過度な噴射間隔やエア圧で圧縮エアの噴射を行なうと、その衝撃によってろ布２２，２２…が損傷して、ろ布２２，２２…の寿命が低下するという新たな問題が発生する。

そこで、本発明では、入口煙道１４に設置されたダスト濃度計４６で測定された排ガス中のダスト濃度や、差圧計４８で測定された入口煙道側ケーシング１２ａと出口煙道側ケーシング１２ｂとの差圧に基づいて、ろ布２２，２２…に対してパルス配管３２の各ノズル４２，４２…から噴射される圧縮エアの回数や圧力を制御部４０で制御するようにした。

図３は、バグフィルタ１０の運転時間に対するろ布２２，２２…で生じる差圧を示した第１のグラフである。

差圧計４８で測定された現時点の差圧が点Ａである場合に、排ガスの量やダスト濃度が一定であるときには、ろ布２２，２２…に生じる差圧は実線Ｂで示した傾きで上昇する。
制御部４０は、ダスト濃度計４６で測定されたダスト濃度の値から、ろ布２２，２２…で生じる予測される差圧を算出し、その結果が破線Ｃで示した傾きで差圧が変化すると予測される場合、制御部４０は実線Ａの傾きと同じになるように圧縮調整機３６及びダイヤフラムバルブ３８における圧縮エアの調整を制御して、ろ布２２，２２…に対して噴射される圧縮エアの圧力や時間を増加させる。一方、ダスト濃度計４６で測定された排ガスのダスト濃度から破線Ｃ’で示した傾きで差圧が変化すると制御部４０で予測される場合、制御部４０は、ろ布２２，２２…に対して噴射される圧縮エアの圧力や時間を減少させて、実線Ａの傾きと同じになるように、圧縮調整機３６及びダイヤフラムバルブ３８における圧縮エアの調整を制御する。例えば、実線Ｂで示した時に噴射される圧縮エアが０．５ＭＰａの圧力で３０分の間隔で噴射されるとして、ダスト濃度から予測される差圧が破線Ｃの傾きを示す場合には、圧縮エアは０．６ＭＰａの圧力で２０分の間隔で噴射される。

図４は、バグフィルタ１０のある運転時間に対するろ布２２，２２…で生じる差圧と、その差圧における各基準線とを示した第２のグラフである。

差圧計４８で測定された現時点の差圧が点Ｘであるとき、制御部４０によってダスト濃度計４６で測定されたダスト濃度から予測される差圧を算出する。そして、予測される差圧が破線で示した各許容線Ｙ，Ｙの範囲を越える場合、制御部４０は圧縮調整機３６及びダイヤフラムバルブ３８における圧縮エアの調整を制御して、予め設定された圧力及び時間で圧縮エアを噴射させる。例えば、通常の払い落としで噴射される圧縮エアが０．５ＭＰａの圧力で３０分の間隔で噴射されるとともに、許容線Ｙの差圧が２ＫＰａで設定される場合、ダスト濃度から予測される差圧がＹを超えると圧縮エアは０．６ＭＰａの圧力で２０分の間隔で噴射され、Ｙを下回ると圧縮エアは０．４ＭＰａの圧力で４０分の間隔で噴射される。

このように、現時点での入口煙道側ケーシング１２ａと出口煙道側ケーシング１２ｂとの差圧に基づいて、バグフィルタ１０に導入された排ガス中のダスト濃度からろ布２２，２２…の予測される差圧を算出し、前もって圧縮エアの圧力や噴射間隔を調整した払い落としを行なっているので、処理する排ガス量やダスト濃度が急激に変化しても、前もってろ布２２，２２…に堆積したダストを必要最低限のエア圧や噴射間隔で逆洗が行なわれているため、逆洗時の過度な衝撃によってろ布２２，２２…を損傷させることなく、ろ布２２，２２…に堆積したダストを効率よく払い落とすことができる。これにより、前工程の条件で変動し易い排ガスに対して常に安定して集塵を行なうことができるとともに、ろ布２２，２２…の寿命を延長させることができるバグフィルタ１０を提供することができる。

なお、上述したバグフィルタ１０において、使用される各装置又は部材の個数、形状、材質などは特に限定するものではない。

バグフィルタ１０において、固定式のベンチュリ管４４，４４…をろ布２２，２２…の開口内部に設置したが、特に限定するものではない。移動式のベンチュリ管４４，４４…を設けて、払い落としが必要なときにだけ設置するようにすれば、より効率よく圧縮エアをろ布２２，２２…に吹き付けることができる。

また、バグフィルタ１０では、ろ布２２，２２…の外面で排ガス中のダストを分離するよう構成されているが、特に限定するものではない。ろ布２２，２２…の内面でダストを排ガスから分離する構成のバグフィルタでも、本発明を好適に用いることができる。

本発明の実施の形態であるバグフィルタの構成図 本発明の実施の形態であるバグフィルタにおけるろ布とノズルとの配置を示した模式図 本発明のバグフィルタにおける運転時間に対する入口煙道と出口煙道との差圧を示した第１のグラフ 本発明のバグフィルタにおける運転時間に対する入口煙道と出口煙道との差圧を示した第２のグラフ

符号の説明

１０…バグフィルタ、１２…ケーシング、１２ａ…入口煙道側ケーシング、１２ｂ…出口煙道側ケーシング、１４…入口煙道、１６…出口煙道、１８…仕切り板、２０…穴、２２…ろ布、３０…逆洗装置、３２…パルス配管、３４…圧縮エアタンク、３６…圧縮調整機、３８…ダイヤフラムバルブ、４０…制御部、４２…ノズル、４４…ベンチュリ管、４６…ダスト濃度計、４８…差圧計

Claims (4)

1. 入口煙道からの排ガスをろ布に通過させることにより排ガス中のダストをろ布によって捕集するとともにダストが捕集された排ガスを出口煙道から排気するバグフィルタであって、前記ろ布に付着したダストを圧縮エアによって払い落とす逆洗手段を備えたバグフィルタにおいて、
   前記煙道内の排ガス中のダスト濃度を所定時間間隔で測定する濃度測定手段と、該濃度測定手段によって測定したダスト濃度に基づき前記逆洗手段による圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするバグフィルタ。
2. 前記制御手段は、前記濃度測定手段によって測定されたダスト濃度に基づき、前記入口煙道側の圧力と前記出口煙道側の圧力との差圧を予測する予測手段を有し、該予測手段によって予測した差圧に基づいて前記逆洗手段による圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御することを特徴とする請求項１に記載のバグフィルタ。
3. 入口煙道からの排ガスをろ布に通過させることにより排ガス中のダストをろ布によって捕集するとともにダストが捕集された排ガスを出口煙道から排気するバグフィルタであって、逆洗手段から供給される圧縮エアによって前記ろ布に付着したダストを払い落とすバグフィルタの運転方法において、
   前記入口煙道内の排ガス中のダスト濃度を濃度測定手段によって所定時間間隔で測定し、測定したダスト濃度に基づき前記逆洗手段による圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御手段により制御してダストを払い落とすことを特徴とするバグフィルタの運転方法。
4. 前記制御手段は、前記濃度測定手段によって測定された複数のダスト濃度に基づき、前記入口煙道側の圧力と前記出口煙道側の圧力との差圧を予測し、予測した差圧に基づいて前記逆洗手段による圧縮エアのエア圧及び／又は噴射間隔を制御することを特徴とする請求項３に記載のバグフィルタの運転方法。
   

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