JP2016041416A - 高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガスの塵フィルタシステム - Google Patents
高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガスの塵フィルタシステム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】低品位石炭を効率よく迅速に利用すること。【解決手段】本発明は、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物を含む混合ガスの塵フィルタシステムである。このシステムは、吸気管と排気管に連通する密閉分離チャンバーを備え、密閉分離チャンバーは、内部にフィルタ機構を備え、このフィルタ機構の外表面は吸気管と連通し、内表面は排気管と連通し、さらに、フィルタ再生機構を備える。これにより、フィルタが長期間に働いた後に、そのフィルタ能力が、表面と気孔内のタールや石炭灰の付着物で大幅に減少して正常作業を満足できなくなったときに、フィルタ再生機構が作動し、フィルタの機能をあるレベルに回復させて、再生を繰り返す。その結果、直接的にフィルタのコストを減少し、使用寿命も大きく向上する。【選択図】図１
Description
本発明は、石炭化工におけるガス集塵技術分野に属し、具体的には、高温オイル、水蒸気、析出性炭化物の混合ガスの塵フィルタシステムである。
化学、石油、冶金などの工業においては、頻繁に高温の含塵ガスが発生する。特に、石炭の品質改善のために発生されたタールガスや分解された他のガスと共に、低品位石炭の熱分解において含塵ガスが発生する。
混合ガス内で高い塵量となるコールターンやコールロール（Coal turns and rolls）、及び、タールコークスやアスファルト類物質のような混合ガス内の析出性炭化物は、高温環境にのみ存在し、低温や環境変化により、混合ガスからゆっくりと析出しやすい。
タールコークスやアスファルト類物質のような析出性炭化物は、フィルタの気孔とフィルタケーキに蓄積される。適量のフィルタケーキがよりよいガスフィルタ効果をもたらすが、いったん析出性炭化物が多く析出されると、それらがフィルタの孔を詰まらせ、フィルタケーキが次第に厚くなり、さらにフィルタ機能を失い、その結果、生産を続けられなくなる。
たとえフィルタチャンバー内が高温状態に持続されたとしても、含塵量が高い混合ガスの濾過過程で、分子の液化や固化、環境や温度変化が生じることとの関係のため、タールコークスやアスファルト類物質のような析出性炭化物は、フィルタに物理的に頻繁に接触する箇所では、徐々に凝結し、フィルタの孔に多く蓄積され、フィルタケーキが次第に厚くなって、フィルタ機能を喪失させる。フィルタの交換で、必然的に操業停止となり、連続作業を伴う大型化学設備においては、操業停止と故障探求により大きな経済損失となる。
長期間、国内でも外国でも、高温オイルガス、水蒸気、析出性炭化物の混合ガスの塵フィルタ問題、特に、粉塵量の多い混合オイルガスの脱塵問題は、効果的に解決できておらず、産業化された製品は実現していない。このことは、直接的に、石炭産業の現在の世界全体の傾向に影響を及ぼし、大量の低品位石炭を効率よく迅速に利用することができない。
本発明は、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物を含む混合ガスの塵フィルタシステムの工程で生じる上述した問題を解決し、簡易な構造で顕著な効果を有する塵フィルタシステムを提供することにある。
簡易な構成で顕著な効果を有する、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物を含む混合ガスの塵フィルタシステムは、吸気管と排気管に連通する密閉分離チャンバーを備える。そして、密閉分離チャンバーは、内部に１つ又は複数のフィルタ機構を備え、このフィルタ機構の外表面（一方の表面）は吸気管と連通し、内表面（他方の表面）は排気管と連通する。つまり、フィルタ機構の一方の面が吸気管側を向いて配置され、他方の面が排気管側を向いて配置されている。さらに、この塵フィルタシステムは、フィルタ再生機構を備えている。
上記フィルタ再生機構は、再生ガスの吸気排気制御装置である。
上記吸気管と排気管との間に、複数の密閉分離チャンバーが存在しており、当該複数の密閉分離チャンバーは吸気分岐配管を介して上記吸気管と連通すると共に、排気分岐配管を介して上記排気管と連通している。
上記吸気分岐配管内にバルブが設置されている。
上記吸気分岐配管内と排気管内とに、それぞれ温度測定装置が設置されている。
上記フィルタ再生機構は、フィルタ機構に物理的に接触するブラッシング洗浄装置である。
上記フィルタ再生機構は、フィルタ機構に物理的に接触するブラッシング洗浄装置と、再生ガスの吸気排気制御装置と、の組み合わせである。
本発明は、吸気管と排気管とに連通する密閉分離チャンバーに、フィルタの再生機構を設置することに特徴を有する。これにより、フィルタが長期間に働いた後に、そのフィルタ能力が、表面と気孔内のタールや石炭灰の付着物で大幅に減少して正常作業を満足できなくなったときに、フィルタ再生機構が作動し、フィルタの機能をあるレベルに回復させて、再生を繰り返す。これにより、直接的にフィルタのコストを減少し、使用寿命も大きく向上する。
排気吸気制御装置は、密閉分離チャンバーを通り抜けるようゆっくりと再生物質を押すので、高温でのタールと石炭灰の付着物は、化学反応により少量の酸素や二酸化炭素又は水蒸気に接触する。炭化物は、長い時間、不完全燃焼の形で反応し、吸気排気制御装置によって、フィルタ表面と気孔から生成物質が押し出され、フィルタ性能の再生を実現する。
上記吸気管と排気管との間には、複数の密閉分離チャンバーが配置されている。吸気管内に大量の混合ガスがある時、複数の密閉分離チャンバーは、固体とガスの分離速度を高めるために、並列に作動する。フィルタ性能の低下により密閉分離チャンバー内における再生プロセス終了後は、塵除去システムが開始される。
上記吸気分岐配管内にバルブを設置することで、各密閉分離チャンバーの稼働状態と再生状態とを容易に切り替えることができる。これにより、固体とガスの分離システムは、常に正常な作動状態となり、生成と再生を繰り返す循環状態となる。
上記吸気分岐配管内と排気管内とに、それぞれ温度測定装置を設置する。温度があがる時には流入する再生ガスの速度と反応が速く、再生ガスの容量と流速を下げるべきであることを示している。温度が下がる時には、流入する再生ガスの速度が遅く、再生ガスの容量や流速をあげるべきである。このように、温度測定装置は、再生の過程を制御するために用いられる。例えば、各管内の温度に応じて、上述したバルブを用いて、再生ガスの容量と流速を制御する。
フィルタ再生機構は、フィルタ機構に物理的に接触してブラッシングする装置である。つまり、チャンバー内に設置されるフィルタの表面を洗浄する機構により、速やかにフィルタ表面の厚すぎるフィルタケーキをブラシで払い落として、フィルタ性能を回復させることができる。上記フィルタ再生機構は、物理的に接触するブラッシング洗浄装置と、再生ガスの吸気排気制御装置と、の組み合わせで構成され、フィルタ表面の厚いフィルタケーキを洗浄することができ、このとき、フィルタ表面と気孔は、化学反応によって洗浄される。この組み合わせの動作により、再生時間を減少させるばかりでなく、再生度合いも大幅に増加させることができる。これにより、フィルタ表面と気孔への付着物をより徹底的に除去することができる。
本発明を、下記の図面を参照して説明する。
本発明の実施例１の構造を示す図である。
本発明の実施例２の構造を示す図である。
本発明の実施例３の構造を示す図である。
本発明の実施例４の構造を示す図である。
＜実施例１＞
図１を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガスの塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置された一つ又は複数のフィルタ機構４と、を備える。フィルタ機構４の外表面（一方の面）は吸気管２に連通し、内表面（他方の面）は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。
図１を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガスの塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置された一つ又は複数のフィルタ機構４と、を備える。フィルタ機構４の外表面（一方の面）は吸気管２に連通し、内表面（他方の面）は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。
フィルタ再生機構５は、再生物質の吸気排気制御装置である。例えば、酸素含有ガス又は二酸化炭素及び水蒸気の混合ガスの吸気排気制御装置は、有効ガス含有量３−１１％に制御する。
吸気管２と排気管１との間にある密閉分離チャンバー３内には、フィルタ再生機構５が設置されている。フィルタ４がしばらく機能した後に、表面と気孔にタールや石炭灰の付着物でフィルタ４の性能が大きく減少して、正常可動時間を満足できない場合には、このフィルタ再生機構５が稼働し、フィルタ性能を正常レベルまで回復させる。フィルタの再生を繰り返して、直接的にフィルタコストを削減し、フィルタ寿命も大幅に向上する。
排気吸気制御装置５は、ゆっくりと再生物体を押すので、高温でのタールと石炭灰の付着物は、化学反応により少量の酸素や二酸化炭素又は水蒸気に接触する。炭化物は、長い時間、不完全燃焼の形で反応し、吸気排気制御装置５によって、フィルタ表面と気孔から生成物質が押し出され、フィルタ性能の再生を実現する。
＜実施例２＞
図２を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。
図２を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。
フィルタ再生機構５は、再生物質の吸気排気制御装置である。例えば、酸素含有ガス又は二酸化炭素及び水蒸気の混合ガスの吸気排気用の制御装置は、有効ガス含有量３−１１％に制御する。
上記吸気管２と排気管１との間には、複数の密閉分離チャンバー３が配置されている。複数の密閉分離チャンバー３は、吸気分岐配管６を介して上記吸気管２と連通すると共に、排気分岐配管７を介して排気管１と連通している。
上記吸気分岐配管６は、内部に温度測定装置を設置している。吸気管２内に大量の混合ガスがある時、複数の密閉分離チャンバー３は、固体とガスの分離速度を高めるために、平行して作動する。さらに、複数の密閉分離チャンバー３が併存する場合には、そのうちの１つの密閉分離チャンバー３のフィルタ機能が低下しても、全体システムは作動を停止することはない。フィルタ性能がある範囲に低下したときに、密閉分離チャンバー３は作動を停止させて、再生プログラムに入り、それから分離システムが再開する。
＜実施例３＞
図３を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。フィルタ再生機構５は、再生物質の吸気排気用の制御装置である。例えば、酸素含有ガス又は二酸化炭素及び水蒸気の混合ガスの吸気排気用の制御装置は、有効ガス含有量５−１１％に制御する。
図３を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。フィルタ再生機構５は、再生物質の吸気排気用の制御装置である。例えば、酸素含有ガス又は二酸化炭素及び水蒸気の混合ガスの吸気排気用の制御装置は、有効ガス含有量５−１１％に制御する。
上記吸気管２と排気管１との間には、複数の密閉分離チャンバー３が配置されている。複数の密閉分離チャンバー３は、吸気分岐配管６を介して上記吸気管２と連通すると共に、排気分岐配管７を介して排気管１と連通している。上記吸気分岐配管６には、内部にバルブ８が設置されている。これにより、各密閉分離チャンバー３の作動状態と再生状態を容易に切り替えることができ、固体とガスの分離装置全体を、常に正常作動状態、つまり、生産と再生を繰り返す循環状態とすることができる。
＜実施例４＞
図４を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。フィルタ再生機構５は、再生物質の吸気排気用の制御装置である。例えば、酸素含有ガス又は二酸化炭素及び水蒸気の混合ガスの吸気排気用の制御装置は、有効ガス含有量３−５％に制御する。
図４を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。フィルタ再生機構５は、再生物質の吸気排気用の制御装置である。例えば、酸素含有ガス又は二酸化炭素及び水蒸気の混合ガスの吸気排気用の制御装置は、有効ガス含有量３−５％に制御する。
上記吸気管２と排気管１との間には、複数の密閉分離チャンバー３が配置されている。複数の密閉分離チャンバー３は、吸気分岐配管６を介して上記吸気管２と連通すると共に、排気分岐配管７を介して排気管１と連通している。上記吸気分岐配管６内には、温度測定装置を設置している。また、上記吸気分岐配管６内部にバルブ８が設置されている。上記排気分岐配管７内部には、バルブ９が設置されている。
＜実施例５＞
図３を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。フィルタ再生機構５は、物理的に接触するブラッシング洗浄装置であり、例えば、耐熱ブラシで形成された自動脱塵ブラシである。
図３を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。フィルタ再生機構５は、物理的に接触するブラッシング洗浄装置であり、例えば、耐熱ブラシで形成された自動脱塵ブラシである。
＜実施例６＞
図３を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。フィルタ再生機構５は、物理的に接触するブラッシング洗浄装置であり、例えば、耐熱ブラシで形成された自動脱塵ブラシと、再生ガスの吸気排気制御装置と、の組み合わせである。
図３を参照すると、高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物の混合ガス気の塵フィルタシステムは、吸気管２と排気管１とに連結された密閉分離キャンバー３と、この密閉分離チャンバー３の内部に設置されたフィルタ機構４を備える。フィルタ機構４の外表面は吸気管２に連通し、内表面は排気管１と連通する。また、密閉分離チャンバー３は、フィルタ再生機構５を備える。フィルタ再生機構５は、物理的に接触するブラッシング洗浄装置であり、例えば、耐熱ブラシで形成された自動脱塵ブラシと、再生ガスの吸気排気制御装置と、の組み合わせである。
上記物理的に接触するブラッシング洗浄装置は、しばらくフィルタ４の脱塵を行った後に、作動を停止して、再生ガスの吸気排気制御装置を起動する。例えば、酸素含有ガス又は二酸化炭素及び水蒸気の混合ガスの吸気排気用の制御装置は、有効ガス含有量５−１１％に制御する。
化学反応により、フィルタ表面をきれいにし、共同の動作により再生時間を減少させるばかりでなく、再生度合いも大幅に増加させることができる。このようにして、フィルタ表面と気孔の付着物の洗浄が完全に行われる。
Claims (7)
- 高温オイルガス、水蒸気及び析出性炭化物を含む混合ガスの塵フィルタシステムであって、
吸気管と排気管とに連通する密閉分離チャンバーを備え、
前記密閉分離チャンバーは、内部にフィルタ機構を備え、
前記フィルタ機構の外表面は前記吸気管と連通し、前記フィルタ機構の内表面は前記排気管と連通し、
さらに、フィルタ再生機構を備えた、
塵フィルタシステム。 - 請求項１に記載の塵フィルタシステムであって、
前記フィルタ再生機構は、再生ガスの吸気排気制御装置である、
塵フィルタシステム。 - 請求項１又は２に記載の塵フィルタシステムであって、
前記吸気管と排気管との間に、複数の密閉分離チャンバーが配置され、当該複数の密閉分離チャンバーは、吸気分岐配管を介して前記吸気管と連通すると共に、排気分岐配管を介して前記排気管と連通している、
塵フィルタシステム。 - 請求項３に記載の塵フィルタシステムであって、
前記吸気分岐配管内にバルブが設置されている、
塵フィルタシステム。 - 請求項４に記載の塵フィルタシステムであって、
前記吸気分岐配管内と前記排気管内とに、それぞれ温度測定装置が設置されている、
塵フィルタシステム。 - 請求項１乃至５のいずれかに記載の塵フィルタシステムであって、
前記フィルタ再生機構は、前記フィルタ機構に物理的に接触するブラッシング洗浄装置である、
塵フィルタシステム。 - 請求項１に記載の塵フィルタシステムであって、
前記フィルタ再生機構は、前記フィルタ機構に物理的に接触するブラッシング洗浄装置と、再生ガスの吸気排気制御装置と、の組み合わせである、
塵フィルタシステム。
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