JP3315118B2 - 高温ガス用のフィルターバッグ - Google Patents

高温ガス用のフィルターバッグ

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 粒状放出物（particulate emissions）に対する環境
基準がより厳しくなるにつれて、布フィルター（fabric
filters）の使用が有意に増加してきている。布フィ
ルターは、高度に効率的であり、操作が容易でありそし
て多くの場合に最も安価な制御方法である故に使用され
る。布フィルター装置のタイプの選択は、通常、捕集さ
れるべき粒状物の性質により支配される。即ち、ヒュー
ム及びミクロン以下の粒子にはリバースエア（reverse
air）又は振とう装置が選ばれ、そしてあらい非粘着
性ダストにはジェットパルス装置が選ばれる。
使用されるべきタイプの布フィルターに関して決定を
する場合には、いくつかのファクターが考慮さるべきで
ある。それらには、（１）操作温度、（２）耐摩耗性、
（３）ろ過性能及び（４）化学的抵抗が含まれる。ろ過
性能は、繊維及び布の構造と捕集されるべきダストとの
複雑な相互作用により決定される。
フィルターバッグ布の選択は非常に重要である。その
理由は、同じ環境でも或る布は他の布よりもはるかに長
持ちすることがあるからである。
図 面 図面は典型的なバッグフィルター室の略図である。
本発明は、排ガス流に同伴される高温粒子に対して高
度に抵抗性のバッグフィルターであって、フィルターバ
ッグをまとっているバッグ保持器を含み、該フィルター
バッグの布は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミ
ド）、ポリエステル又はポリフェニレンスルフィド繊維
のフェルトにポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）
繊維の薄い不織布層をニードリングさせて成る積層物よ
り成り、該ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）布
は、高温の粒子含有ガス流に最初にさらされるフィルタ
ーバッグの表面に配置されている、バッグフィルターを
提供する。ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）布
は、１〜２オンス／平方ヤード（oz/yd2）、すなわち3
4.2〜68.4g/m2、の好ましい坪量（basis weight）を有
する。フィルターバッグ布として使用される積層物も本
発明により包含される。
本発明の詳細な説明 図は、２つの操作段階におけるバッグフィルターを収
納する室の略図である。それは、高温のダスト含有空気
が入る通路２及びろ過された空気が通って排出される出
口チャンネル３を有する室１を含む。ダスト含有空気流
から分離される粒状物質は、最終的に排出開口４を通し
て取り出される。室１内に配置されているのは、ダスト
含有空気流からダストを分離する４つのバッグフィルタ
ーａ、ｂ、ｃ及びｄであり、それらの各々は、普通はワ
イヤから作られた金属のかご（cage）又は形状物（for
m）であるバッグ保持器５（バッグフィルターａには示
されておらず、バッグフィルターｂでは部分的にのみ示
されている）を含んで成る。バッグフィルターａで示さ
れそしてバッグフィルターｂで部分的に示されているフ
ィルターバッグ６は、バッグフィルターｃ及びｄでは断
面で示されている。各バッグフィルターの頂部には、開
口７があり、濾過されたガスは開口７を通ってバッグフ
ィルターを去るか、又は開口７には、圧縮空気をソレノ
イド弁９又は他の機構により作動する吹き込み管８を通
して導入することができる。
バッグフィルターａに関して述べた操作においては、
高温のダストを含んだ空気が通路２を通って室１に入
り、矢印の方向により示されたようにバッグフィルター
ａのフィルターバッグ６を通り、室への開口７を通って
バッグを去る。濾過された空気はこの室から出口チャン
ネル３を通って排出される。所定の期間操作した後、ダ
ストを含んだ空気の流れを停止させ、そしてバッグフィ
ルターｄに関して述べられるように第２段階の操作が開
始される。圧縮空気は、弁９及び吹き込み管８を通して
開口７に導入される。圧縮空気は、先の高温ダスト含有
空気流とは反対の方向にフィルターバッグを通って移動
し、そしてフィルターバッグ上に捕獲されている（entr
apped）粒状物を自由にする。粒状物は、排出開口４を
通して空気流とともに取り出される。
本発明の重要な要素は、フィルターバッグ布に関係す
る。この布は、普通は、約12〜22oz/yd2（410.4〜752.4
g/m2）の坪量、釣り合った強靱性、耐摩耗性、ろ過容量
を有する繊維のフェルト（ニードリングにより形成され
たままの、繊維のからまった塊）であり、そしてそれが
使用されるべき高温のガスの環境に耐えることができる
フェルトである。ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミ
ド）のフェルトは、高温、例えば375〜400゜F（190.6〜
204.4℃）で特に有効である。ポリフェニレンスルフィ
ド繊維フェルトも比較的高温で使用することができる。
ポリエチレンテレフタレート繊維フェルトは、より低い
温度、例えば250〜275゜F（121.1〜135℃）で使用され
る。
排ガス流に同伴される高温スパーク（hot sparks）
がしばしばバッグハウス内に運び込まれフィルターバッ
グを貫通している穴を燃やし、フィルターとしてのフィ
ルターバッグの有効性をひどく減少させることに気づい
た。本発明に従えば、最初に高温ガス流にさらされるフ
ィルター表面に配置されそしてポリ（ｍ−フェニレンイ
ソフタルアミド又はポリエステル繊維の基材フェルトに
ニードリングされたポリ（ｐ−フェニレンテレフタルア
ミド）繊維の薄い不織布層の存在は、高温スパークによ
る燃焼（burn through）の抵抗を著しく増加させるこ
とが見いだされた。この層は、慣用のニードリング手段
により一緒にニードリングされることができるが、米国
特許第3,402,862号及び第3,493,462号に示されたように
油圧によりニードリングすることもできる。好ましく
は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）繊維の不
織層の坪量は、１〜2oz/yd2であるか又は下にあるバッ
グ布の約５〜15重量％である。しかし、より重い層を使
用することはできる。ポリ（ｐ−フェニレンテレフタル
アミド）繊維の薄い不織布層を使用することの利点は、
コストを低くそして多大の保護を与えながらフィルター
布を横切る圧力降下を実質的に増加させないということ
である。
試験及び手順 フィルター布の有効性を評価するために使用される試
験は、入ってくるガス流によりバッグハウスに運び込ま
れうる高温粒状物への布構造の暴露をシミュレートしそ
して布に対する損傷を評価する。それは下記の如く行わ
れる。
原理：種々の寸法の鋼球（steel shot）をマッフル
炉内で800℃の温度に加熱する。それを試験布の表面に
おきそして損傷を決定する。
装置:1.鋼球は下記の通りである。寸法−インチ（mm） 重量−mg 0.125（3.18） 130 0.25（6.35） 1200 0.5（12.7） 9500 2.800℃以上に加熱することができるマッフル炉 3.試験布を入れるための８×10インチ（20.3×2
5.4cm）金属パン 4.鋼球を入れるためのるつぼ 5.るつぼばさみ 布の状態調節をしそして布を暴露する環境は、20℃及
び50〜60相対湿度である。
試験試料は、パンを充填するために８×10インチとす
るべきである。
試料調製：試料は、切断しそして試験表面を上にして
パンに入れそして24時間試験環境中に保持するべきであ
る。
試験手順：各寸法の４個の鋼球をるつぼに入れそして
800℃のマッフル炉内に入れる。少なくとも２時間加熱
する。炉からるつぼを取り出しそして鋼球を３秒以内に
布の上に置く。
評価：着火、くすぶり（smouldering）及び残燼（aft
eglow）を観察する。鋼球を表面から除去し燃焼スポッ
トの直径及び侵入の深さを測定する。
報告：着火、燃焼、燃焼面積、深さ及び他の観測。
下記の実施例は、本発明を説明するためのものであ
り、限定することを意図するものではない。
実施例１ この実施例は、高温ポリ（ｍ−フェニレンイソフタル
アミド）繊維（MPD−Ｉ）14oz/yd2（478.8g/m2）ニード
ルパンチドろ過フェルトの表面に、軽量不織ポリ（ｐ−
フェニレンテレフタルアミド）（PPD−Ｔ）布（重さが2
oz/yd2の不織スパンレースド100％ケプラー アラミ
ド）を積層することに関する。PPD−Ｔ布は、36ゲージ
の９バーブ（barb）フェルティングニードルを使用し
て、8mm突き刺し（penetration）及び77突き刺し／イン
チ（25.4mm）で、フェルトの表面にニードルパンチされ
た。
熱的保護は、上記の試験を用いることにより証明され
た。この試験では、1/8（3.2mm）インチ及び1/4（6.4m
m）インチ鋼球をマッフル炉内で800℃に加熱した。加熱
された球を炉から取り出し、PPD−Ｔ布表面に直ちに移
した。30秒の後、球を除去しそして表面を検査した。保
護されていないMPD−Ｉフェルトは、ひどい焼き焦げ（c
harring）及びフェルトへの侵入を示した。1/8インチ球
は、その直径に等しい面積を焼き焦がしそして1/32イン
チ（0.8mm）（厚さの25％）侵入した。1/8インチ球の熱
含量の10倍の熱含量を有する1/4インチ球は、その直径
より大きい面積を焼き焦がしそして約1/16インチ（1.6m
m）（フェルトの厚さの50％）侵入した。対照的に、PPD
−Ｔ布表面は、球による侵入を示さなかった。1/8イン
チ球は単に表面を変色させ、1/4インチ球は表面を焼き
焦がしたにすぎない。布の裏側に対しては影響は見られ
なかった。
実施例２ MPD−Ｉフェルトの替わりにポリエステル、（ポリエ
チレンテレフタレート）で代替したことを以外は、実施
例１に記載したのと同じPPD−Ｔ布製造方法及び試験手
順に従った。ポリエステルフェルト（16oz/yd2,547g/
m2）は、金属工業において粒状物を捕集するのに使用さ
れる典型的なものである。球を保護されていないポリエ
ステルフェルトの表面に移したとき、1/8インチ及び1/4
インチ球の両方共フェルトを真っすぐに貫通して溶融さ
せ、球の直径より大きい穴を残した。一方PPD−Ｔ表面
を有するポリエステルフェルトは、1/8インチ又は1/4イ
ンチ球のPPD−Ｔ表面を通る侵入を示さなかった。1/8イ
ンチ球では、フェルトの裏側では高温粒子の証拠は見ら
れなかった。1/4インチ球は、裏側でのいくらかの変色
を示した。ポリフェニレンスルフィド繊維の場合にも満
足な性能が観察されるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 39/00 - 39/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排ガス流に同伴される高温粒子に対して高
    度に抵抗性のバッグフィルターであって、フィルターバ
    ッグをまとっているバック保持器を含み、該フィルター
    バッグの布は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミ
    ド）、ポリエステル又はポリフェニレンスルフィド繊維
    のフェルトにポリ（ｐ−フェニレンイソフタルアミド）
    繊維の薄い不織布層をニードリングさせて成る積層物よ
    り成り、該ポリ（ｐ−フェニレンイソフタルアミド）布
    は、高温の粒子含有ガス流に最初にさらされるフィルタ
    ーバッグの外側表面に配置されている、ことを特徴とす
    るバッグフィルター。
  2. 【請求項２】ポリ（ｐ−フェニレンイソフタルアミド）
    布は、34.2〜68.4g/m2（１〜２オンス／平方ヤード）の
    坪量を有する、請求項１に記載のバッグフィルター。
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