JP3422571B2

JP3422571B2 - フィルタ下部ホッパからの粉体輸送装置

Info

Publication number: JP3422571B2
Application number: JP21465594A
Authority: JP
Inventors: 重泰石神; 一朗天野; 彌十郎清家; 敏和庄島
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 2003-06-30
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JPH0873034A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加圧流動床ボイラやガス
化炉、高炉などから排出される高温ガスを除塵するセラ
ミックフィルタに適用して好適なフィルタ下部ホッパか
らの粉体輸送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭、油などの炭素含有燃料を燃焼ある
いは部分ガス化して発生する高温高圧の燃焼ガスあるい
は石炭ガスなどの高温ガスから、含有されている灰や未
燃炭素などの固体微粒子を含む粉体を分離するのにフィ
ルタ装置が用いられる。

【０００３】そのようなフィルタ装置において、間欠的
に行われる逆洗操作によりフィルタから間欠的に排出さ
れる前記粉体を系外に抜出す手段として、図８に示すス
クリューフィーダ３０、図９に示すダブルロックダンパ
３１とインジェクタ３２より構成される手段等が使用さ
れる。

【０００４】スクリューフィーダを用いて複数基のフィ
ルタで捕集される高圧高温の粉体を冷却、排出するに
は、水冷ジャケット構造をもつ高圧スクリューフィーダ
とロックホッパをフィルタ装置の数と同じ基数個必要と
しシステムが複雑となる。一方、ダブルロックダンパは
耐熱性、シール性の点から高圧高温の粉体への適用な困
難である。

【０００５】また、粉体を固気二相流で圧送する代表的
なものとして図１０に示すセラー型ブロータンク、図１
１に示す流動型ブロータンク、図１２に示すフラクソー
型ブロータンクが知られているが、いずれも容器内に粉
体を供給した後、容器を封じて空気吹込みにより流動化
して輸送するものであり、高圧高温下で粉体を封じる弁
が実用化されておらず、例えばセラミックフィルタから
の高圧高温の粉体輸送への適用は困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、次の
性能をもつ、フィルタ下部ホッパからの粉体輸送装置が
望まれていた。

【０００７】（１）フィルタから間欠的に排出される高
圧高温の粉体を連続的に平均搬送量にて排出し、同時に
複数基のフィルタ装置から、高温の粉体の冷却搬送を安
定して行えること。

【０００８】（２）粉体搬送管の摩耗減肉を抑制するた
め、粉体を低速のガス流速で輸送でき、かつ、そのガス
流速の調整ができ、また計画された冷却搬送管で所要の
冷却性能を得るため、搬送する粉体の固気比の調整及び
粉体搬送量の調整を行うことが可能であること。

【０００９】（３）搬送粉体に対する固気比調整のパー
ジガスの供給を、従来のブロータンクにみられる流動化
ガスの如く容器内に封じて行うのではなく、パージガス
が上部フィルタへ吹き抜けることがない状態で少量のガ
スで固気比調整を達成できること。

【００１０】（４）フィルタの如く間欠的に落下する粉
体の排出だけでなく、サイクロンの場合の如く連続的に
落下する粉体の輸送装置としても適用できるものである
こと。

【００１１】本発明は、このような状況のもとで、フィ
ルタ下部ホッパへ排出される高温の粉体を安定して高濃
度低速輸送可能な粉体輸送装置を提供することを課題と
している。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明による粉
体輸送装置では、高温のガス中に含まれる粉体をフィル
タで除去し清澄なガスを得るとともに分離した粉体をフ
ィルタ下方のフィルタ下部ホッパ内に滞留させるように
したフィルタ装置のためのフィルタ下部ホッパからの粉
体輸送装置における前記課題を解決するため、次の構成
を採用する。

【００１３】すなわち、フィルタ下部ホッパの下部に開
口して設置された粉体抜出ホッパと、この粉体抜出ホッ
パから粉体と搬送ガスを冷却しつゝ導くための粉体冷却
搬送管とを備え、粉体を逆洗サイクル内に平均搬送量で
排出するように構成する。

【００１４】本発明の粉体輸送装置で採用する粉体抜出
ホッパとしては、少くとも１回の逆洗操作により落下す
る粉体容積に相当する大きさをもつものとする。

【００１５】このような構成をもつ本発明の粉体輸送装
置によれば、フィルタ下部ホッパの下部に粉体抜出ホッ
パを設けているので、そこに粉体レベルを維持しながら
粉体抜出操作を行えることにより、その滞留粉体が圧力
差をシールしガス吹き抜けを防いで少量の搬送ガスで高
濃度低速輸送が可能となる。また、粉体抜出ホッパには
粉体冷却搬送管が設けられているので、高温の粉体を冷
却しつゝ安定して輸送可能である。

【００１６】更に、本発明による粉体輸送装置では、そ
の粉体抜出ホッパに、固気比調整用のパージガス供給手
段と粉体抜出ノズルを設け、滞留粉体を局所流動化して
搬送するような構成とする。この構成によれば、灰搬送
ガス流速をパラメータに、粉体抜出ホッパに投入するパ
ージガス量により粉体搬送固気比を所望の状態にして、
灰搬送量を安定して制御できる。

【００１７】本発明による粉体輸送装置では、前記した
粉体冷却搬送管の下流に排気流量制御弁及び、搬送ガス
と粉体を分離するためのストレージホッパとフィルタを
設けた構成とするのが好ましい。このような構成とする
ことによって、搬送ガス流を排気流量制御弁で制御し、
粉体冷却搬送管を通して粉体抜出ホッパから所定の流速
で粉体を搬送することができ、搬送された粉体はフィル
タによってストレージホッパに分離される。

【００１８】また、本発明では、前記した構成の粉体輸
送装置を複数個設け、その各粉体冷却搬送管を１つのス
トレージホッパへ連結した構成とすることができる。各
粉体輸送装置の粉体抜出ホッパには粉体レベルが保たれ
その滞留粉体が圧力差をシールしているので、このよう
に構成してもそれらの複数系統でのガス吹き抜けを防止
しつゝ共通のストレージホッパへの粉体搬送が可能であ
る。

【００１９】更にまた、本発明による粉体搬送装置で
は、前記したパージガス供給手段の上流側に、フィルタ
下部ホッパの滞留粉体層上方と連通する吸引管をインジ
ェクタを介して設けた構成とするのが好ましい。

【００２０】このような構成を有するものとすれば、そ
のインジェクタを駆動して粉体抜出ホッパ内の滞留粉体
層上部のガスを吸引し、駆動ガスとともに粉体抜出ホッ
パ内の滞留粉体層中へ吹込む不活性ガスとして活用でき
る。この吹込ガスは固気比調整パージガス管の先端から
滞留粉体を流動化させながら粉体冷却搬送管へ粉体とと
もに流入する。この流入は粉体冷却搬送管の後流側で減
圧を行なうことによって起こる。

【００２１】以上の諸機能により、本発明の粉体輸送装
置によればフィルタ下部ホッパへ排出される高温粉体を
冷却しつゝ安定して高濃度低速輸送することが可能とな
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明による粉体輸送装置を図１〜図
６に示した実施例に基づいて具体的に説明する。なお、
図１〜図６において、同一の構成部分には同一符号を付
してあり説明を簡単にするため重複する説明は省略す
る。

【００２３】（第１実施例）まず、図１〜図３に示す第
１実施例について説明する。図１において、フィルタ容
器１は上部に入口含塵ガス管３を有し、内部に複数のフ
ィルタ２が設けられ、フィルタ容器１の側方に清澄ガス
管４が設けられており、フィルタ容器１の下部にフィル
タ下部ホッパ６が接合されていて、又、フィルタ容器１
の側方には逆洗ガス管５が設けられている。

【００２４】フィルタ容器１のフィルタ下部ホッパ６に
開口して灰抜出部ホッパ７が設置されており、逆洗ガス
によって払落された集塵灰を集め、ストレージホッパ１
１へ搬送する。搬送の手段としては、灰抜出部ホッパ７
に灰搬送固気比調整パージガス管９と、灰冷却搬送管８
が設けられている。この灰搬送固気比調整パージガス管
９にはパージガス流量制御弁１０とオリフィスが備えら
れたパージガス管が接続され、パージガスが導入され
る。

【００２５】灰冷却搬送管８は、二重管となっており、
外部ジャケット部に冷却液を通すことにより高温灰を冷
却する。また、灰冷却搬送管８には内部にフィルタ１２
を備えたストレージホッパ１１が接合されており、灰を
分離した排気（搬送ガス）を排出する排気管１５が接結
されている。この排気管１５には排気流量制御弁１４と
オリフィスが備えられている。また、ストレージホッパ
１１の下部には灰払出し管１６が、フィルタ１２部には
逆洗ガス管１３が設けられている。

【００２６】図１の装置は以上の構成を有しており、フ
ィルタ容器１に入口含塵ガス管３より含塵ガスが導入さ
れ、フィルタ２でろ過集塵され、出口清澄ガスとして出
口清澄ガス管４より排出される。フィルタ２は、複数の
部屋に仕切られており、集塵された灰はフィルタ逆洗ガ
ス管５よりのフィルタ逆洗ガスで払落されフィルタ下部
ホッパ６に集められる。逆洗操作はあるサイクルタイム
で繰返し行われ、灰は間欠的にフィルタ下部ホッパ６へ
落下してくる。

【００２７】フィルタ下部ホッパ６の下方の灰抜出ホッ
パ７から灰冷却搬送管８を通して灰搬送ガスはストレー
ジホッパ１１へ送られここで灰とガスが分離され灰は灰
払出し管１６より払出される。排気は排気管１５の排気
流量制御弁１４で流量を制御され所定の流速で灰が搬送
される様に調整される。

【００２８】図２は図１中のフィルタ灰抜出ホッパ７の
詳細な構成を示している。図２は、フィルタ２からの落
下灰２０が一時滞留２１し、灰レベル計２３で灰レベル
を監視している所を示す。灰抜出ホッパ７の底部は、通
常運転時は灰粒子が静止するため、圧密固結を防止する
ためフラットな構造とし、貯まる灰量を最小とし、底部
は図示していないパージガスで適宜攪拌し安定した灰流
れを得る構造とする。

【００２９】更に具体的には、灰抜出ホッパ７の下部に
貫通して取付けられた、灰搬送固気比調整パージガス管
９の内部先端部はパージガスノズル２５となっていて、
これと対向するように、灰冷却搬送管８が貫通して取付
けられ灰抜出ノズル２４を構成している。

【００３０】また、灰抜出ホッパ７内には、逆洗操作に
よる落下灰２０が滞留灰２１として滞留しており、灰レ
ベル（Ｈ）を目標の高／低レベル間に維持するよう、パ
ージガスノズル２５よりのパージガス量をパージガス流
量制御弁（図１の１０）により調整し、導入している。
このレベル調整は、例えば灰レベルを数段階に検出でき
る灰レベル計を設けることにより、レベルが高くなる程
パージガス流量を増す手段を設ける等することにより可
能である。これと同時に灰抜出ノズル２４から滞留灰２
１は灰冷却搬送管８より搬送灰２２として抜出される。

【００３１】この滞留灰２１は最低レベルを保持する
が、前述のパージガスノズル２５と灰抜出ノズル２４は
この最低レベルより下方に配置されていると共に、灰レ
ベル計２３が設けられている。

【００３２】図３は、図１，図２に示す、パージガスノ
ズル２５と灰抜出ノズル２４の種々の構成を示す。図３
の（イ）は、灰抜出ノズルがストレートノズル２６とな
っているものであり、パージガスノズル２５の斜め上方
にあって、斜め下方に開口を有しているものを示す。図
３の（ロ）は灰抜出ノズルがインゼクションノズル２７
となっているものであり、パージガスノズル２５と相対
して開口を有しているものを示す。

【００３３】図３の（ハ）は、灰抜出ノズルが、ベルマ
ウス２８が下向きマウスとなっているもので、パージガ
スノズル２５の上方にベルマウス２８が下向きに開口し
ているものを示す。図３の（ニ）は、灰抜出ノズルが上
向きベルマウス２９型となっているもので、パージガス
ノズル２５の先端はベルマウス２５の中に至っているも
のを示している。これらでは、いずれもパージガスノズ
ル２５よりのパージガスで滞留灰２１が流動化し、灰抜
出ノズル（２６，２７，２８，２９）の中へ搬送され
る。

【００３４】（第２実施例）次に、図４に示す第２実施
例について説明する。図４は本発明による粉体輸送装置
を高温高圧の灰処理プラントに適用した実施例を示す。
図４はフィルタ容器１を３基備えた場合であって、灰抜
出ホッパ７に取付けられた灰冷却搬送管８がストレージ
ホッパ１１のフィルタ１２部にそれぞれ接続されている
ものである。

【００３５】図４において、フィルタ容器１内のフィル
タ２に分離され払落された灰２０は滞留灰２１となった
後、パージガスと共に、灰冷却搬送管８よりフィルタ１
２部へ送られ灰のみが、ストレージホッパ１１内の下部
へ集められる。一方、排気は排気ガス管１５より制御弁
１４にて流量を制御されつつ排出されている。これらの
灰冷却搬送管８よりの灰搬送は同時に一定量づつ行なわ
れている。

【００３６】（第３実施例）次に図５に示す第３実施例
について説明する。図５は本発明による粉体輸送装置を
低圧高温の灰処理プラントに適用した実施例を示す。図
５の場合もフィルタ容器１を３基備えたものであるが、
低圧なため、ストレージホッパ１１よりの排気管１５に
は真空吸引ブロワ１７を設け、吸引により灰搬送を行う
ようにしているものである。その他の場合は図４に示し
た装置と同じである。

【００３７】（第４実施例）次に図６に示す第４実施例
について説明する。図６に示す第４実施例の装置では、
灰抜出ホッパ７は灰冷却搬送管８に連結する灰抜出ノズ
ル２４およびその下方に固気比調整ガス吹込管２５を装
備している。当該固気比調整ガス吹込管２５の上流側に
はインジェクタの駆動管３２、インジェクタ３０および
インジェクタ吐出管３３が連結されており、またインジ
ェクタ３０の吸引部にはフィルタ下部ホッパ６の管台と
接続するインジェクタ吸引管３１が連結されている。そ
の他の構成は先の実施例の構成と同じである。

【００３８】この第４実施例の粉体輸送装置によれば、
粉体抜出ホッパ７内の滞留灰２１の上方にある排ガスを
インジェクタ３０で吸引し固気比調整用の不活性なパー
ジガスとして活用しているため不活性ガスとして系外の
ガスを使う場合に比しコスト低減が可能である。

【００３９】次に、図７は本発明の粉体輸送装置におけ
る制御特性を示し、（イ）図は、パージガス流量による
灰搬送固気比の実験例を示す。横軸にパージガス量（kg
/h)を、縦軸に灰搬送固気比（−）を表わしており、搬
送流量が一定の場合である。図によればパージガス量が
多くなると、灰搬送固気比が低下することを表わしてい
る。（ロ）図は、パージガス流量による灰搬送量（kg/
h) の実験例であるが、これによれば、パージガス量が
多くなると、灰搬送量が低下することが、ほぼ固気比と
同様に表われている。

【００４０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば次の
効果を達成できる。

【００４１】（１）フィルタから間欠的に排出される高
圧高温又は低圧高温の灰を少量のパージガスで灰搬送固
気比、灰搬送量を安定して制御しつつ、高濃度低速灰輸
送・灰冷却を可能とし、フィルタ灰冷却搬送システムを
実現した。

【００４２】（２）粉体抜出ホッパを設けることによっ
て複数基のフィルタから単一のストレージホッパへの安
定した灰輸送をも可能とし、プラント大容量化に適した
灰処理システムを実現した。

【００４３】（３）フィルタ容器ホッパの滞留粉体層上
方の排ガスを固気比調整ガスとして用いる構成とするこ
とにより経済的で安全な装置となしうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る粉体輸送装置の構成
を示す機器配置図。

【図２】図１における粉体抜出ホッパ部分を拡大して示
す断面図。

【図３】図２に示したパージガスノズルと粉体抜出ノズ
ルの４つの構造例（イ）〜（ニ）を示す断面図。

【図４】本発明の第２実施例に係る粉体輸送装置の構成
を示す機器配置図。

【図５】本発明の第３実施例に係る粉体輸送装置の構成
を示す機器配置図。

【図６】本発明の第４実施例に係る粉体輸送装置におけ
る粉体抜出ホッパ部分を示す断面図。

【図７】図１に示した粉体輸送装置におけるパージガス
量と搬送固気比との関係（イ）及び搬送量との関係
（ロ）を示す制御特性の実験例のグラフ。

【図８】スクリューフィーダを用いた従来の粉体輸送装
置を示す側面図。

【図９】ダブルロックダンパを用いた従来の粉体輸送装
置を示す側面図。

【図１０】セラー型ブロータンクを用いた従来の粉体輸
送装置を示す側面図。

【図１１】流動型ブロータンクを用いた従来の粉体輸送
装置を示す側面図。

【図１２】フラクソー型ブロータンクを用いた従来の粉
体輸送装置を示す側面図。

【符号の説明】１フィルタ容器２フィルタ３入口含塵ガス管４出口清澄ガス管５フィルタ逆洗ガス管６フィルタ下部ホッパ７灰抜出ホッパ８灰冷却搬送管９灰搬送固気比調整パージガス管１０パージガス流量制御弁１１ストレージホッパ１２フィルタ１３フィルタ逆洗ガス管１４排気流量制御弁１５排気（＝搬送ガス）管１６灰払出し管１７真空吸引ブロワ２０逆洗操作による落下灰２１滞留灰２２搬送灰２３灰レベル計２４灰抜出ノズル２５パージガスノズル２６ストレートノズル２７インジェクションノズル２８インジェクション型上向きベルマウス２９インジェクション型下向きベルマウス３０インジェクタ３１吸引管３２駆動管３３吐出管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ２３Ｊ 15/00 Ｆ２７Ｄ 17/00 １０５ＡＦ２７Ｄ 17/00 １０５Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｚ (72)発明者庄島敏和長崎市深堀町５丁目717番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (56)参考文献特開平５−201540（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−43129（ＪＰ，Ａ) 特開平２−56325（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 53/00 - 53/28 B65G 53/32 - 53/66 B01D 46/00 - 46/54 F23J 13/00 - 15/00 F27D 17/00 - 23/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高温のガス中に含まれる粉体をフィルタ
で除去し清澄なガスを得るとともに前記粉体をフィルタ
下方のフィルタ下部ホッパ内に滞留させるようにしたフ
ィルタ装置における前記フィルタ下部ホッパからの粉体
輸送装置において、前記フィルタ下部ホッパの下部に開
口して設置され少くとも１回の逆洗操作により落下する
粉体容積に相当する大きさの粉体抜出ホッパ、及び同粉
体抜出ホッパから粉体と搬送ガスを冷却しつゝ導くため
の粉体冷却搬送管を備え、前記粉体抜出ホッパが固気比
調整用のパージガス供給手段と粉体抜出ノズルを備え、
滞留粉体を局所流動化して逆洗サイクル内に平均搬送量
で排出するように構成したことを特徴とするフィルタ下
部ホッパからの粉体輸送装置。
【請求項２】前記粉体冷却搬送管の下流に排気流量制
御弁及び、搬送ガスと粉体を分離するためのストレージ
ホッパとフィルタを設けた請求項１記載のフィルタ下部
ホッパからの粉体輸送装置。
【請求項３】複数個の前記粉体輸送装置の各粉体冷却
搬送管を１つのストレージホッパへ連結してなる請求項
１、２のいづれか１つに記載のフィルタ下部ホッパから
の粉体輸送装置。
【請求項４】前記パージガス供給手段の上流側に、前
記フィルタ下部ホッパの滞留粉体層上方と連通する吸引
管をインジェクタを介して設けた請求項１〜３のいずれ
か１つに記載のフィルタ下部ホッパからの粉体輸送装
置。