JP3218395B2 - ガスから固体物質を分離する装置と方法 - Google Patents

ガスから固体物質を分離する装置と方法

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、請求項１と請求項５の前文に記載されてい
る特徴を備えた高温のガスから固定物質を分離する方法
と装置に関する。
（従来の技術） この種の装置はDE−OS3408627号よりすでに公知であ
る。この装置にあっては、高温のガスから分離された固
体物質はセパレーターの外部に設置された捕集室から取
り出された後冷却され、しかるのち適所に送出されるよ
うになっている。
循環している渦流層の中で燃料を燃焼させる方法がDE
−PS2624302号より公知である。この方法では、サイク
ロン・セパレーターにより燃焼ガスから固体物質が分離
されている。分離された固体物質は流動床式クーラーに
移送され、空気により直接固体物質が冷却されるととも
に、熱伝達面を介して間接的に固体物質が冷却される。
この公知の方法の場合、固体物質を分離するとともに、
分離された固体物質を冷却するために別個の装置が必要
である。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、固体物質を分離し、冷却し、移送工
程に導入するに要する装置関係の費用を低減することが
できるよう構成された当初に挙げた種類の方法と装置を
提供することである。
（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するため、本発明によれば、請求項
１の特徴項に記載されているよう実施された方法が提供
されたのである。この方法を実施する装置は、請求項５
の特徴項に記載されているように構成されている。本発
明の有利な実施態様については請求項２より４までと請
求項６より10までを参照されたい。
（作用と効果） 本発明に係る方法と本発明に係る装置においては、高
温ガスから分離され、捕集室内に捕集された固体物質は
該捕集室の下部に吹き込まれた冷却気体によって直接冷
却される。この冷却により、特別な措置を講じることな
く固体物質を移送することができる温度まで該固体物質
の温度が低下する。昇温した冷却気体は浄化されるべき
原料ガスが濾過される非遠心式のセパレーターと同じ非
遠心式のセパレーターで濾過される。このとき冷却気体
から分離された固体物質の粒子は該セパレーターの下に
ある捕集室に落下する。高温の固体物質との熱交換によ
り冷却気体の温度は浄化されるべき原料ガスの温度とほ
ぼ等しくなり、該ガスと該冷却気体とはいっしょになっ
て同じ使用目的の装置等に移送される。非遠心式のセパ
レーターが使用されているので、遠心式のセパレーター
の場合に見られるように、吹き込まれた冷却気体の対流
作用により分離能力が損なわれることはない。本発明に
よれば、高温ガスからの固体物質の分離と分離された固
体物質の冷却と移送系へのガスの導入の諸工程を上述の
やり方で単一の装置を使用して実施することが可能とな
る。
例えば、加圧渦流層式燃焼装置で化石燃料を燃焼させ
ることにより生じた高圧ガス、触媒分解プロセスから生
じたガス、酸素吹込法による鋼を生産するさい冶金プロ
セスから生じたガス等の高温ガスを高温の状態で分離す
るために本発明を採用することができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図解した添付図面を参照しな
がら本発明を詳細に説明する。
ダストを包有した高温のガスから固体物質を分離する
本発明に係る装置は容器１を備えている。加圧された状
態にある高温ガスを浄化する場合、容器１は圧力容器と
して構成される。容器１は断熱ライニング２を備えてい
る。詳細には図示されていないが、セパレーター３が容
器１の上部に配置されている。セパレーター３は遠心式
に構成されたものではない。フィルター・カートリッジ
として構成されている分離要素を使用した非遠心式のセ
パレーターを図示の位置に取り付けることが好ましい。
フィルター・カートリッジはガスを通過させることがで
きるセラミック材料から作られていて、一方の側が閉塞
されていることが好ましい。これらの分離要素は容器１
に取り付けられた保持装置に固定されている。このよう
なカートリッジ式のフィルターの代わりに他の非遠心式
の高温ガス・フィルター、例えば、振動層式フィルター
を使用してもさしつかえない。
高温ガス供給源に接続されているガス供給管路４が容
器１に開口している。ガス排出管路５が容器１から延設
されていて、クリーン・ガス管路に接続されている。非
遠心式のセパレーター３の分離要素がガス供給管路４と
ガス排出管路５との間の流動径路に配置されている。
容器１の内部スペースのうち非遠心式セパレーター３
の下にある部分は、該セパレーター３を通ってガスが通
過したときに分離された固体物質を捕集する捕集室６と
して構成されている。該捕集室６の下部はホッパー７と
して構成されている。第１図に示されている実施例の場
合、ホッパー７は排出管路８に接続されている。機械式
の排出機構９が排出管路８に配置されている、排出機構
９は羽根車式の装置、移送用スクリュ・コンベヤ等とし
て構成することができる。
供給管路11と接続さている流動部10が捕集室６内でか
つホッパー７の上部に配置されている。流動部10はそれ
ぞれ複数のノズル13を備えている格子状に隔置された多
数のパイプ12から構成されている。流動部10に吹き込ま
れた冷却気体（空気または他の気体）は、捕集室６内に
捕集された固体物質の層を貫流した後、固体物質が除去
された高温ガスといっしょになって前記セパレーター３
とガス排出管路５を通って流出し、クリーン・ガスを使
用する装置等に供給される。流動部10に流入する冷却気
体の圧力は、捕集室６内の固体物質の層により生じる圧
力損失ぶんだけガス供給管路４を通って流入するガスの
圧力より高く設定されている。流入する冷却気体の量と
速度に応じて流動部10に静止床または渦流床が形成され
る。
捕集室６内にある固体物質の層を貫流した後の冷却気
体の温度がガス供給管路４を通って流入する高温ガスの
温度にほぼ等しくなるよう流動部10に吹き込まれる冷却
気体の量が設定されている。固体物質はホッパー７に落
下した後、流動部10の下でさらに冷却され、排出管路８
をへて外部に排出される。
第２図は、本発明の別の実施例に従って構成された装
置を図解した断面図である。第２図に示されているよう
に、機械的な排出械構の代わりに、流動式の移送装置が
使用されている。すなわち、別の流動部14を備えたほぐ
し用のスペース17がホッパー７の下に配置されている。
流動部14内にある固体物質の層を部分的に流動化させる
よう冷却気体としての空気または他の気体が流動部14に
供給される。比較的圧力が低いチャンバーに接続されて
いる移送管路15が部分的に流動化する固体物質の層を通
って延設されている。固体物質は移送管路15をへて排出
される。
ノズル13を通って吹き込まれた冷却気体の量が捕集室
６内にある固体物質の層を冷却するのに十分な量でない
場合を考慮して、水、蒸気、空気、ガス、サーマル・オ
イルまたは液体金属のごとき液状またはガス状の媒体が
貫流する熱交換用の管束16を捕集室６内に補足的に配置
するようにしてもよい。かくして固体物質を確実に冷却
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例に従って構成された高温の
ガスから固体物質を分離する装置を切断した断面図、第
２図は、本発明の他の実施例に従って構成された高温の
ガスから固体物質を分離する装置を切断した断面図。 １……容器、２……断熱ライニング、３……非遠心式セ
パレーター、４……ガス供給管路、５……ガス排出管
路、６……捕集室、７……ホッパー、８……排出管路、
９……排出機構、10……流動部、11……供給管路、12…
…パイプ、13……ノズル、14……流動部、15……移送管
路、16……熱交換用の管束、17……ほぐし用のスペー
ス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホルスト メーレンホフ ドイツ連邦共和国、4330 ミユールハイ ムルール、ヴイットハオスシユトラーセ 29 (72)発明者 ハンス・ヨアヒム マイアー ドイツ連邦共和国、4234 アルペン・メ ンツエレン、ギンデリッヒャー シユト ラーセ 25 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 46/42 C10J 3/72 C10J 3/84 F27D 15/02

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】非遠心式のセパレーターで高温ガスから固
    体物質を分離する方法であって、分離された該固体物質
    を前記セパレーターの下にある捕集室内に捕集すると共
    に、前記ガスを該セパレーターを貫流させた後、排出す
    るようにした方法において、冷却気体（空気又は他の気
    体）を前記捕集室内に吹き込んで該捕集室内の固体物質
    を直接冷却すると共に、その冷却の際に該固体物質との
    熱交換によって加熱された前記冷却気体を前記セパレー
    ターにより固体物質が除去された高温ガスと一緒に前記
    セパレーターを通して排出するようにしたことを特徴と
    する方法。
  2. 【請求項２】静止床として機能する捕集室の中にある分
    離された固体物質の層を冷却気体が貫流することを特徴
    とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】吹き込まれた冷却気体が分離された固体物
    質を流動化させることを特徴とする請求項１記載の方
    法。
  4. 【請求項４】捕集室の中にある固体物質が補足的にガス
    状の媒体または液状の媒体により間接的に冷却されるこ
    とを特徴とする請求項１より３までのいずれか１項記載
    の方法。
  5. 【請求項５】１つまた複数のガス供給管路（４）と１つ
    または複数のガス排出管路（５）と接続されていて、上
    部に前記供給管路（４）を通して供給された高温ガスか
    ら固体物質を分離する非遠心式のセパレーター（３）が
    配置されていると共に、下部に排出機構を備え、かつ前
    記セパレーター（３）により前記高温ガスから分離され
    た固体物質を捕集する捕集室（６）が配置されている容
    器（１）からなる高温ガスから固体物質を分離する装置
    であって、前記捕集室（６）内に捕集された固体物質を
    直接冷却するための冷却気体（空気又は他の気体）を該
    捕集室内に吹き込む複数のノズル（13）が該捕集室内に
    配置されていることと、前記ノズル（13）を通して吹き
    込まれ、前記捕集室（６）内の固体物質との熱交換によ
    って加熱された前記冷却気体を前記セパレーター（３）
    を通過させた後、固体物質が除去された前記高温ガスと
    一緒に前記ガス排出管路（５）を貫流させるようにした
    ことを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】冷却気体が貫流する静止床が捕集室（６）
    の中に設けられていることを特徴とする請求項５記載の
    装置。
  7. 【請求項７】冷却気体が貫流する渦流床が捕集室（６）
    の中に設けられていることを特徴とする請求項５記載の
    装置。
  8. 【請求項８】ガス状の媒体または液状の媒体が貫流する
    熱交換用の管束（16）が捕集室（６）の中に配置されて
    いることを特徴とする請求項５より７までのいずれか１
    項記載の装置。
  9. 【請求項９】排出機構が機械的な排出機構（９）である
    ことを特徴とする請求項５より８までのいずれか１項記
    載の装置。
  10. 【請求項１０】部分的に流動化する層が捕集室（６）の
    中でかつノズル（13）の下に形成されていて、比較的圧
    力が低いチャンバーに接続されている移送管路（15）が
    前記の部分的に流動化する層の中に差し込まれているこ
    とを特徴とする請求項５より８までのいずれか１項記載
    の装置。
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