JP2007090275A - ウェット式バグフィルタ - Google Patents

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Abstract

【課題】
従来のバグフィルタとして、粉塵などを含んだ空気をフィルタを通して浄化する乾式のバグフィルタが知られている。しかし、乾式のバグフィルタはミストを含む空気や湿度の高い空気を浄化する場合には、粉塵がフィルタに目詰まりしてしまい、濾過抵抗が上昇してしまうという問題があった。また、乾式のバグフィルタはHCl、HF、SO、NHなどの悪臭ガスや酸性ガスを除去することはできない。
【解決手段】
筒状繊維フィルターの頂部から浄化液を噴出し、フィルター表面で濾過された粉塵を洗い流す。浄化液はまた、水溶性の酸性ガスなどを吸収する役割も有する。フィルターから流れ落ちた浄化液は回収し、再利用することで、フィルターの下部に水がたまって通気度を低下させるのを防止し、省資源化につながる。
【選択図】 図1

Description

本発明は粉塵や酸性ガスなどを含む空気を効率良く清浄化するためのバグフィルタに関する。
従来のバグフィルタとして、粉塵などを含んだ空気をフィルタを通して浄化する乾式のバグフィルタが知られている。しかし、乾式のバグフィルタはミストを含む空気や湿度の高い空気を浄化する場合には、粉塵がフィルタに目詰まりしてしまい、濾過抵抗が上昇してしまうという問題があった。また、乾式のバグフィルタはHCl、HF、SO、NHなど悪臭ガスや酸性ガスを除去することはできない。そこで、特許文献1のようにバグフィルタを通過したガスを充填塔に通し、悪臭ガスや酸性ガスを除去する方法もある。しかし、充填塔はガス中に粉塵が含まれていると詰まり等の問題を起こす。
一方、湿式のバグフィルタでは、特許文献2に示されているように、円筒型のフィルタに水分を供給し粉塵等を除去するものがある。この装置によれば、フィルタに付着した粉塵などを水分で洗浄するため、フィルタの目詰まりを防止することができ、浄化効率を上げることができる。また、洗浄用の水分が水溶性のガスを吸収するため、乾式バグフィルタでは除去できない悪臭ガスや酸性ガス等を除去することもできる。
特開2003−033628 特開2004−261766
しかし、特許文献1に示された装置によってもフィルターの洗浄効率が十分ではなく、フィルターの目詰まりが生じ、浄化効率が十分ではなかった。また、洗浄用の水がフィルター下部から貯まって濾過圧力損失が上昇し、ガスが通過しにくくなるという問題もあった。
本発明は上記課題を解決するため、以下のような発明を提供する。第一の発明は、筒内部に導入された排ガスを筒外部に透過させて浄化する筒状繊維フィルターと、前記筒状繊維フィルターの筒内頂部に設けられ浄化液を噴出するシャワー噴出口と、前記筒状繊維フィルターの筒内底部から排ガスを導入し、かつ筒内部を滴下する使用済浄化液を回収する導入槽と、前記筒状繊維フィルターの筒外部から筒状繊維フィルターに対して逆洗圧を印加する逆洗機構とを有するウエット式バグフィルター装置を提供する。第二の発明は、第一の発明に基づき、筒状繊維フィルターの筒外部へ流出する浄化液を受ける受け皿と、受け皿に受けた使用済浄化液を前記導入槽に滴下された使用済浄化液とは独立に回収する回収槽とをさらに有するウエット式バグフィルター装置を提供する。第三の発明は、第一または第二の発明に基づき、逆洗圧を印加する逆洗機構は、高圧タンクと、高圧タンク内の気体を噴射する気体噴射口を筒頂部付近であって、かつシャワー噴射口位置よりも下側に、導入槽方向に向けて配置するウエット式バグフィルター装置を提供する。第四の発明は、第一から第三の発明に基づき、筒状繊維フィルターを複数有する第一から第三の発明のいずれかのウエット式バグフィルター装置であって、筒状繊維フィルターと、他の筒状繊維フィルターとの中間位置に気体噴射口を配置するウエット式バグフィルター装置を提供する。第五の発明は、第一から第四の発明に基づき、筒状繊維フィルターによって浄化された浄化済排ガス出口と、浄化済排ガス出口に対して正面から逆洗圧が印加されるのを防止する防圧板とを有するウエット式バグフィルターを提供する。第六の発明は、第一から第五の発明に基づき、導入槽は略すり鉢形状であり、その底部に設けられた浄化液回収口と、側壁に設けられた液高さ調節口とを有するウエット式バグフィルター装置を提供する。第七の発明は、第二から第六までの発明に基づき、導入槽の使用済浄化液を再利用するために固液分離する固液分離フィルターと、固液分離フィルターを通過した使用済浄化液を回収槽に導入する導入管とを有するウエット式バグフィルター装置を提供する。第八の発明は、筒状繊維フィルター全面に浄化液を噴出するシャワー噴出ステップと、前記筒状繊維フィルターの内底部から排ガスを導入する排ガス導入ステップと、前記筒状繊維フィルターの筒内部を滴下する使用済浄化液を回収する回収ステップと、前記筒状繊維フィルターの筒外部から筒状繊維フィルターに対して逆洗圧を印加する逆洗ステップとからなるウエット式排ガス清浄化方法を提供する。
本発明のウエット式バグフィルター装置により、乾式バグフィルター装置では除去できない悪臭ガス等を除去することができ、かつ排ガスに含まれる粉塵がフィルターに目詰まりすることなく、浄化効率を高くすることができる。
以下に本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
実施形態1は主に請求項1、3、4、5及び8について説明する。実施形態2は主に請求項6について説明する。実施形態3は主に請求項2について説明する。実施形態4は主に請求項7について説明する。
<実施形態1>
<実施形態1:概念>
本実施形態は、逆洗機構によりフィルターを定期的に洗浄することでフィルターの目詰まりを防止するウエット式バグフィルター装置に関する。
<実施形態1:構成>
図1に本実施形態のウエット式バグフィルター装置の概観図を示す。本実施形態の「ウエット式バグフィルタ装置」(0100)は、「筒状繊維フィルター」(0101)と、「シャワー噴出口」(0102)と、「導入槽」(0103)と、「逆洗機構」(0104)とにより構成される。
「筒状繊維フィルター」(0101)は、筒内部に導入された排ガスを筒外部に透過させて浄化する。排ガスに含まれる粉塵や水溶性の酸性ガスなどはフィルター及び浄化液に吸収される。したがって、筒内部に導入された排ガスは、筒外部から透過するときは清浄なガスとなる。筒状繊維フィルター(0101)の材質は、浄化液を吸収できるような親水性のある繊維、特にポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、ポリアミドなどが好ましい。また、筒状繊維フィルター(0101)の織り方は綾織、朱子織などが好ましい。筒状繊維フィルター(0101)の通気度は、排ガスに含まれる粉塵粒径の大きさに応じて、1.0〜100cc/cm/secまで変化させることができる。通気度が高ければ、排ガスの流量を増やすことができ、浄化速度を速くすることができるが、粒径の小さい粉塵を捕集することができないため、浄化された空気の清浄度が悪化する。したがって、通気度は排ガスに含まれる粉塵の種類に応じて選択するのが好ましい。筒状繊維フィルター(0101)の形状は、円筒形であることが好ましい。円筒形とすることで、浄化液をフィルター全面に均一に噴霧することができる。また筒状繊維フィルター(0101)の頂部はフィルターまたは他の部材により閉鎖されているのが好ましい。
「シャワー噴出口」(0102)は、筒状繊維フィルター(0101)の筒内頂部に設けられ浄化液を噴出する。浄化液とは筒状繊維フィルターに付着した粉塵を洗浄するための液体である。また、排ガスが高温ガスであるときは、浄化液により排ガスを冷却するという効果もある。シャワー噴出口(0102)を筒状繊維フィルター(0101)の内側に設けるのは、排ガスが筒状繊維フィルター(0101)の内側から外側へ通過するため、粉塵は筒状繊維フィルター(0101)の内側に捕集されやすいからである。また、シャワー噴出口(0102)を筒状繊維フィルター(0101)の筒内頂部に設けることで、浄化液が重力により流れ落ちる力を利用してフィルターに付着した粉塵を除去することができる。筒状繊維フィルター(0101)に均一な水膜を形成するため、浄化液はシャワー噴出口(0102)から放射状に噴出される。筒状繊維フィルター(0101)が水膜を有することにより、粉塵はフィルター及び水膜の両方に捕集されるため、粉塵の捕集効率を上げることができる。また水溶性の不純ガスは水膜に吸収されるため、排ガスに含まれる有害なガスを清浄化することができる。筒型繊維状フィルター(0101)の直径が50〜300mmである場合は、シャワー噴出口(0102)が浄化液を噴出する水圧は、1〜10kg/cm程度が好ましい。水圧がこの範囲より低いと筒状繊維フィルター(0101)の洗浄効果が低くなるためである。使用する浄化液は水道水、あるいは純水などで良いが、酸性ガスの吸収効率を高めるために、弱アルカリ性となるようにpH調整を行っても良い。
「導入槽」(0103)は、筒状繊維フィルター(0101)の筒内底部から排ガスを導入し、かつ筒内部を滴下する使用済浄化液を回収する。すなわち導入槽(0103)とは、筒状繊維フィルター(0101)の下部にある、排ガスの流路及び筒状繊維フィルター(0101)内部から滴下した浄化液を回収する部分である。使用済浄化液はシャワー噴出口(0102)から噴出され、、筒状繊維フィルター(0101)の内側を伝って流れ落ち、筒状繊維フィルター(0101)に付着していた粉塵を含む液体である。
「逆洗機構」(0104)は、筒状繊維フィルター(0101)の筒外部から筒状繊維フィルター(0101)に対して逆洗圧を印加する。逆洗とは、筒状繊維フィルター(0101)を通過する排ガスの流れの向きとは逆向きにパルス的なガス圧を印加し、筒状繊維フィルター(0101)の内側表面に付着した粉塵を払い落とすことである。また逆洗圧とは逆洗時に印加する気圧のことである。逆洗圧を印加している間は、排ガスの流れを停止するのが好ましい。排ガス流れを停止することにより濾過抵抗が無くなり、その分逆洗圧が有効に働き逆先効果が大きくなるためである。
逆洗圧を印加する逆洗機構(0104)は、高圧タンク(0105)を有し、高圧タンク内の気体を噴射する気体噴射口(0106)を筒頂部付近であって、かつシャワー噴射口(0102)位置よりも下側に、導入槽(0103)方向に向けて配置されていることが好ましい。このように配置することで、筒状繊維フィルター(0101)に付着した粉塵を、逆洗圧と重力の両方で払い落とすことができ、洗浄効果が高くなるためである。高圧タンク(0105)には一定量の圧縮空気がためられており、バルブを0.1〜0.3sec程度の間開放することによって、気体噴射口(0106)から瞬間的に空気を噴射する。ウエット式バグフィルター(0100)の導入槽(0103)を除いた容積が1〜5mであるときは、逆洗圧は1.5〜2.5KPaが好ましい。逆洗圧が1.5KPa以下となると、筒状繊維フィルター(0101)に付着した粉塵を十分に払い落とすことができず、2.5KPa以上では、逆洗圧が強すぎて筒状繊維フィルター(0101)を破損させるおそれがあるためである。ウエット式バグフィルター装置(0100)を連続運転する場合には、逆洗は定期的に行うよう設計されていることが好ましい。
図2は本実施形態のウエット式バグフィルター装置(0200)を上から見た図である。逆洗により筒状繊維フィルター(0201)を全円周にわたって洗浄するためには、フィルターの周りに複数個の気体噴射口(0202)を配置することが好ましい。図2の例では1つの筒状繊維フィルター(0201)に対して4つの気体噴射口(0202)を、それぞれ周方向に90°ずつずらして配置する。
図3は本実施形態のウエット式バグフィルター装置(0300)の別の一例を上から見た図である。この例においても、図2と同様に1つの筒状繊維フィルター(0301)に4つの気体噴射口(0302)を配置する。図2と異なるのは、この例では筒状繊維フィルターと、他の筒状繊維フィルターとの中間位置に気体噴射口を配置するしていることである。図2の例のように配置すると気体噴射口(0302)は合計16個必要となるが、図3に示すように気体噴射口(0302)を複数の筒状繊維フィルターで共有すれば、気体噴射口(0302)の数を9個と少なくすることができ、構造を単純化することができる。
ウエット式バグフィルター装置(0100)は、筒状繊維フィルター(0101)によって浄化された排ガスを排出する浄化済排ガス出口(0107)を有している。浄化済排ガス出口(0107)から排出されるガスは、筒状繊維フィルター(0101)の外部を通過したガスなので、粉塵や酸性ガスなどをほとんど含まず、室内や外気に排出することができる。浄化済排ガス出口(0107)は、ウエット式バグフィルター装置(0100)の上側に取り付けられているのが好ましい。排ガスは下から上に向かって流れるため、このような構成の方が排ガスが浄化済排ガス出口(0107)から排出されやすいためである。また、逆洗圧が加わらないように気体噴射口(0106)よりも上側に取り付けられていることがさらに好ましい。
またウエット式バグフィルター装置(0100)は、浄化済排ガス出口(0107)に対して正面から逆洗圧が印加されるのを防止する防圧板(0108)を有していることが好ましい。逆洗圧が浄化済排ガス出口(0107)に伝わらないようにするためである。
本実施形態のウエット式バグフィルター装置に使用される排ガスは、粉塵がガス中で湿潤状態にあったり、塩化カルシウムのように潮解性の高い粉塵を含むガス、コーヒー豆の焙煎工程、小麦粉の熱変性、生石灰の消化工程等のように蒸気が混在する工程のガス、ガス中に水分ミスト、硫酸ミストのような酸性ミスト、オイルミスト及び粉塵を含むガス、ガス中にHCl、HF、SO、NH等の腐食性ガス、悪臭ガス、粉塵を含むガス、乾燥排ガス、燃焼排ガス、金属溶融炉、焼成炉等の高温排ガス、活性化の高い金属粉末等粉塵爆発を起こす危険性の高い粉塵を含むガスなどである。
<実施形態1:効果>
本実施形態のウエット式バグフィルターは、フィルターを定期的に逆洗することでフィルターに付着した粉塵を払い落とすことができる。したがって、フィルターの通気度が安定して保たれ、ウエット式バグフィルターの浄化効率を向上させることができる。
<実施形態2>
<実施形態2:概念>
本実施形態は、使用済の浄化液をためる導入槽が下向きに凸形状(略すり鉢形状)であり、使用済の浄化液の液量を調節する液高さ調節口を有するウエット式バグフィルター装置に関する。
<実施形態2:構成>
図4に本実施形態のウエット式バグフィルター装置の概観図を示す。本実施形態の「ウエット式バグフィルター装置」(0400)は、実施形態1の構成に加え、「浄化液回収口」(0409)と、「液高さ調節口」(0410)とを有する。
「導入槽」(0403)は、略すり鉢形状である。略すり鉢形状とは、下向きに凸形状、すなわち底部に向かって径が小さくなる形状である。略すり鉢形状とすることで、粉塵が底部に溜まり、回収された使用済浄化液の上側部分は粉塵の含有率が低くなる。
「浄化液回収口」(0409)は、導入槽(0403)の底部に設けられている。底部とは、すり鉢形状をした導入槽(0403)の先端付近の位置である。浄化液回収口(0409)から回収された使用済浄化液は粉塵を多く含むため、再利用せず廃棄される。
「液高さ調節口」(0410)は、導入槽(0403)の側壁に設けられている。側壁とは、すり鉢形状をした導入槽(0403)のうち径がほぼ一定となっている部分である。液高さ調節口(0410)から排出される上澄み液は粉塵の少ない液であり、固液分離することによって、再度浄化液として使用することができる。液高さ調節口(0410)は、また、使用済浄化液が溜まって排ガス導入口(0411)から溢れないように調整する役割もある。
その他の構成については実施形態1と同様である。
<実施形態2:効果>
本実施形態のウエット式バグフィルター装置により、導入槽にたまる粉塵を底部に集めることができる。したがって、導入槽にたまった使用済浄化液の上澄み液に含まれる粉塵の量を少なくすることができ、固液分離することによって再度浄化液として利用することができる。
<実施形態3>
<実施形態3:概念>
本実施形態のウエット式バグフィルター装置は、筒状繊維フィルター外部から流れ出る浄化液を回収することで、筒状繊維フィルター下部に水がたまるのを防止し、通気度を向上させたことを特徴とする。
<実施形態3:構成>
図5に本実施形態のウエット式バグフィルター装置の概観図を示す。本実施形態の「ウエット式バグフィルター装置」(0500)は、実施形態1の構成に加え、「受け皿」(0512)と、「回収槽」(0513)とをさらに有する。
「受け皿」(0512)は、筒状繊維フィルター(0501)の筒外部へ流出する浄化液を受ける。受け皿(0512)とは、筒状繊維フィルター(0501)の外側かつ導入槽(0503)の上側にあるほぼ水平な面である。受け皿(0512)にたまった浄化液が回収槽(0513)に流れやすくするため、受け皿(0512)は回収槽(0513)側に若干傾いていても良い。筒外部へ流出する浄化液とは、シャワー噴出口(0502)から噴出され、筒状繊維フィルター(0501)を伝って流れた浄化液のうち、筒外部から流れ出る浄化液である。受け皿(0512)を有することで、浄化液が筒状繊維フィルター(0501)にたまらず、ガスの通気度を向上させることができる。
図7に本実施形態のウエット式バグフィルター装置(0700)を上から見た図を示す。筒状繊維フィルター(0701)外部を流れ出た浄化液は、ある程度たまると排出口(0703)側に流れ回収槽(0704)に落下する。
「回収槽」(0513)は、受け皿(0512)に受けた使用済浄化液を前記導入槽に滴下された使用済浄化液とは独立に回収する。排ガスに含まれる粉塵が付着するのは筒状繊維フィルター(0501)の内側であり、フィルター外側から流出する浄化液は粉塵を含まないので、固液分離せずに浄化液として再度利用できる。受け皿(0512)から供給される浄化液ではシャワー噴出口(0502)に供給するには不十分なため、回収槽(0513)には水道水など他の経路からの浄化液を供給しても良い。また排ガスに酸性ガスが含まれている場合には、使用済浄化液に酸性ガスが含まれているので、浄化液のpH調整を行い、弱アルカリ性とするのが好ましい。
その他の構成については実施形態2と同様である。
<実施形態3:効果>
本実施形態のウエット式バグフィルターにより、浄化液が筒状繊維フィルター下部にたまることがなく、フィルターの通気度を向上させることができる。また、フィルター外部から流出した浄化液は、粉塵を含むことがないので、固液分離することなく再度浄化液として使用することができ、省資源化及びコスト低下につながる。
<実施形態4>
<実施形態4:概念>
本実施形態は、使用済の浄化液を固液分離フィルターを用いることで粉塵を除去し、浄化液として再利用することのできるウエット式バグフィルター装置に関する。
<実施形態4:構成>
図6に本実施形態のウエット式バグフィルター装置の概観図を示す。本実施形態の「ウエット式バグフィルター装置」(0600)は、実施形態2の構成に加え、「固液分離フィルター」(0614)と、「導入管」(0615)とを有する。
「固液分離フィルター」(0614)は、導入槽(0603)の使用済浄化液を再利用するために固液分離する。ここでの使用済浄化液とは、液高さ調節口(0610)から排出された液体である。固液分離とは、使用済浄化液に含まれる粉塵と、液体とを分離することである。固液分離フィルター(0614)は通常の濾布を有しており、粉塵は濾布に付着し、液体は濾布を通過し後述する導入管(0615)に排出される。
「導入管」(0615)は、固液分離フィルター(0614)を通過した使用済浄化液を回収槽(0613)に導入する。固液分離フィルター(0614)を通過した使用済浄化液には、微小な粉塵が残っていることがあるので、導入管(0615)の経路にストレーナーを設けても良い。
本実施形態の特徴とするところは、液高さ調節口(0610)から流れ出た浄化液と筒状繊維フィルター(0601)外部から流れ出た浄化液とを別々に回収する点である。両者を混合して回収した場合には、固液分離フィルターを通過する液量が多くなり処理効率が悪くなる。しかし、筒状繊維フィルター(0601)外部から流れ出た浄化液は粉塵の含有量が少ないため、固液分離する必要がない。したがって本実施形態のように、液高さ調節口(0610)から流れ出た浄化液のみを固液分離フィルター(0614)に通すことにより、処理効率を上げることができる。
その他の構成は実施形態3と同様である。
<実施形態4:効果>
本実施形態のウエット式バグフィルター装置により、使用済浄化液に含まれている粉塵を除去することができ、浄化液として再利用することができる。したがって、省資源化につながるとともに、有害物質を排出せず環境に優しい装置とすることができる。
実施形態1のウエット式バグフィルター装置の概略図の一例。 実施形態1のウエット式バグフィルター装置を上から見た図。 実施形態1のウエット式バグフィルター装置の別の一例を上から見た図。 実施形態2のウエット式バグフィルター装置の概略図の一例。 実施形態3のウエット式バグフィルター装置の概略図の一例。 実施形態4のウエット式バグフィルター装置の概略図の一例。 実施形態3のウエット式バグフィルター装置を上から見た図。
符号の説明
0100 ウエット式バグフィルター装置
0101 筒状繊維フィルター
0102 シャワー噴出口
0103 導入槽
0104 逆洗機構
0105 高圧タンク
0106 気体噴射口
0107 浄化済排ガス出口
0108 防圧板

Claims (8)

  1. 筒内部に導入された排ガスを筒外部に透過させて浄化する筒状繊維フィルターと、
    前記筒状繊維フィルターの筒内頂部に設けられ浄化液を噴出するシャワー噴出口と、
    前記筒状繊維フィルターの筒内底部から排ガスを導入し、かつ筒内部を滴下する使用済浄化液を回収する導入槽と、
    前記筒状繊維フィルターの筒外部から筒状繊維フィルターに対して逆洗圧を印加する逆洗機構と、
    を有するウエット式バグフィルター装置。
  2. 筒状繊維フィルターの筒外部へ流出する浄化液を受ける受け皿と、
    受け皿に受けた使用済浄化液を前記導入槽に滴下された使用済浄化液とは独立に回収する回収槽と、
    をさらに有する請求項1に記載のウエット式バグフィルター装置。
  3. 逆洗圧を印加する逆洗機構は、
    高圧タンクを有し、
    高圧タンク内の気体を噴射する気体噴射口を筒頂部付近であって、かつシャワー噴射口位置よりも下側に、導入槽方向に向けて配置する
    請求項1又は2に記載のウエット式バグフィルター装置。
  4. 筒状繊維フィルターを複数有する請求項1から3のいずれか一に記載のウエット式バグフィルター装置であって、
    筒状繊維フィルターと、他の筒状繊維フィルターとの中間位置に気体噴射口を配置する請求項1から3のいずれか一に記載のウエット式バグフィルター装置。
  5. 筒状繊維フィルターによって浄化された排ガスを排出する浄化済排ガス出口と、
    浄化済排ガス出口に対して正面から逆洗圧が印加されるのを防止する防圧板と、
    を有する請求項1から4のいずれか一に記載のウエット式バグフィルター。
  6. 導入槽は略すり鉢形状であり、その底部に設けられた浄化液回収口と、
    側壁に設けられた液高さ調節口とを有する請求項1から5のいずれか一に記載のウエット式バグフィルター装置。
  7. 導入槽の使用済浄化液を再利用するために固液分離する固液分離フィルターと、
    固液分離フィルターを通過した使用済浄化液を回収槽に導入する導入管と、
    を有する請求項2から6のいずれか一に記載のウエット式バグフィルター装置。
  8. 筒状繊維フィルター全面に浄化液を噴出するシャワー噴出ステップと、
    前記筒状繊維フィルターの内底部から排ガスを導入する、排ガス導入ステップと、
    前記筒状繊維フィルターの筒内部を滴下する使用済浄化液を回収する回収ステップと、
    前記筒状繊維フィルターの筒外部から筒状繊維フィルターに対して逆洗圧を印加する逆洗ステップと、
    からなるウェット式排ガス清浄化方法。
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