JP4144519B2

JP4144519B2 - 触媒バグフィルタ製造装置および製造方法

Info

Publication number: JP4144519B2
Application number: JP2003417754A
Authority: JP
Inventors: 直之大橋; 進一川畑
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: JP2005177538A

Description

本発明は、触媒バグフィルタ製造装置および製造方法に関する。

ごみ焼却炉などから排出される排気ガスから塵埃並びに窒素酸化物やダイオキシン等を取り除くため、触媒を付着させたバグフィルタが利用されている。図６にこの種のバグフィルタを使用した集塵機の説明図を示す。なお、同図（１）はＢ−Ｂ線における平面断面図であり、同図（２）はＡ−Ａ線における側面断面図である。集塵機１の内部には、多数のバグフィルタ５が取り付けられている。バグフィルタ５は、円筒袋状のフィルタ本体６と、その上端部に装着したリング状の口金７とで構成されている。フィルタ本体６を構成する濾布には触媒が付着されている。そして、集塵機１に流入した排気ガスがバグフィルタ５のフィルタ本体６を通過する際に、塵埃が除去されるとともに窒素酸化物やダイオキシン等が触媒によって還元され、清浄なガスが集塵機１から放出される。

このフィルタ５に触媒を付着させて、触媒バグフィルタを製造する装置の発明が、特許文献１に開示されている。図７に、特許文献１に開示されている触媒バグフィルタ製造装置の説明図を示す。この製造装置２１０では、バグフィルタ５の両端部を保持してＵ字型に吊り、バグフィルタ５を上下に移動させる。その際、絞りローラ２４２の間にバグフィルタ５を挟んで、その絞りローラ２４２に触媒スラリ２１４をノズル２１６から噴霧する。これにより、バグフィルタ５に触媒スラリを圧着含浸している。

また、特許文献２には、他の触媒バグフィルタ製造装置が開示されている。図８に、特許文献２に開示されている発明に係る触媒バグフィルタ製造装置の説明図を示す。この製造装置３１０では、タンク３１８からバグフィルタ５の内部に触媒スラリを強制注入し、フィルタ本体の濾布を通過させることにより、バグフィルタ５に触媒を担持させている。
特開２０００−２９６３０４号公報特開２００１−１２０９２８号公報

上述したように、バグフィルタの上端部には口金を装着する必要があり、触媒スラリを含浸させた後に口金を装着するのは困難であることから、この口金を縫い込んだ状態で触媒スラリを含浸させる必要がある。しかし、特許文献１に開示されている触媒バグフィルタ製造装置では、図７に示すようにバグフィルタ５の両端部を保持してＵ字型に吊り上げるので、口金７付近の端部７ａや他端部８のフィルタ本体に触媒スラリを噴霧することが困難であり、バグフィルタの各部に触媒を均一に付着させることができないという問題がある。その結果、排気ガスの濾過性能の低下につながる懸念がある。

一方、特許文献２に開示されている触媒バグフィルタ製造装置では、図８に示すようにバグフィルタ５の内側から外側に触媒スラリを通過させるので、バグフィルタ５の内側に多くの触媒が付着する。ところが、図６に示す集塵機では外側から内側に排気ガスを通過させて使用する。このため、バグフィルタ５の内側は濾過後の清浄ガス領域であり、この領域に触媒が飛散して集塵機１から放出される恐れがある。

本発明は上記問題点に着目し、バグフィルタの各部に均一かつ十分に触媒を付着させることが可能であり、また、バグフィルタの外側から内側に排気ガスを通過させて使用する触媒バグフィルタに対して好適な、触媒バグフィルタ製造装置および製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る触媒バグフィルタ製造装置は、触媒粒子のスラリを貯留するスラリ槽と、前記触媒スラリ槽の底面を傾斜面とし傾斜底部に設けた取り込み口と前記触媒槽の反対側に設けた戻り口とを配管で接続し槽内の前記触媒スラリをポンプ循環させる循環手段と、前記スラリ槽内のスラリに浸漬されたバグフィルタを支持する台座と、前記台座の表面に前記バグフィルタを押し付けて前記バグフィルタにスラリを含浸させる押し付け手段と、前記スラリ槽のスラリ液面より上方に配置され前記バグフィルタを絞る一対の絞りローラとを具備し、前記一対の絞りローラの少なくとも一方のローラの絞り面がバグフィルタの縫目部分の膨らみ部を吸収可能な軟質材によって形成されていることを特徴とする。
また、バグフィルタ各部に対し前記触媒スラリ槽の底面を傾斜面とし傾斜底部に設けた取り込み口と前記触媒槽の反対側に設けた戻り口とを配管で接続し槽内の前記触媒スラリをポンプ循環させる循環手段を設けているため、前記触媒スラリ槽内のスラリ濃度の均一化が測られて触媒を均一に付着させることができる。

更に、本発明に係る触媒バグフィルタの製造方法は、触媒スラリ槽に貯溜されている触媒スラリを傾斜された槽底面部の傾斜端部から取り込んで配管を介して循環させることによりスラリ濃度を均一化するとともに、スラリ粘度を測定して槽内スラリ濃度を許容範囲内に維持しつつ、前記触媒スラリ槽内にバグフィルタを浸漬した状態で押し付け板により前記バグフィルタへの押圧を繰り返してフィルタ本体の外部から濾布内部方向へ含浸させ、その後前記バグフィルタに含浸された余剰スラリを、一方のローラの絞り面がバグフィルタの縫目部分の膨らみ部を吸収可能な軟質材によって形成されている一対の絞りローラにより絞り取ることでフィルタ本体への触媒固体成分を付着させて製造することを特徴としている。これにより、均一にスラリを含浸させたバグフィルタを効率的に製造することができる。

本発明によれば、バグフィルタ各部に対して触媒を均一に付着させることができる。また、バグフィルタの外側から押圧するので、バグフィルタの内側より外側に多くの触媒を付着させることができる。これにより、外側から内側に排気ガスを通過させて触媒バグフィルタを使用する場合に、清浄領域であるバグフィルタの内側に触媒を飛散させることが少ない。また、バグフィルタに含浸された余剰スラリを絞り取るための一対の絞りローラを具備しているので、スラリの含浸工程と、余剰スラリの絞り工程とを、連続して行うことができ、効率的に触媒バグフィルタを製造することができる。特に、前記触媒スラリ槽の底面を傾斜面とし傾斜底部に設けた取り込み口と前記触媒槽の反対側に設けた戻り口とを配管で接続し槽内の前記触媒スラリをポンプ循環させる循環手段を設けたので、スラリ濃度を均一化することができ、触媒が均一に含浸されたバグフィルタを効率的に製造することができる。
また、絞りローラの少なくとも一方のローラの絞り面をバグフィルタの縫目部分の膨らみ部を吸収可能な軟質材によって形成したので、縫目部分によって凹凸形状のあるバグフィルタ５に対しても幅方向での絞り荷重をほぼ均等にかけることができる。また、一対の絞りローラは絞り荷重の可変機構及び検出器を有しているので、バグフィルタの幅方向に対して偏りなく均等に荷重をかけることができ、絞り荷重を常に好適な設定値にコントロールすることができる。
また、触媒スラリ槽に貯溜されている触媒スラリを傾斜された槽底面部の傾斜端部から取り込んで配管を介して循環させることによりスラリ濃度を均一化するとともに、スラリ粘度を測定して槽内スラリ濃度を許容範囲内に維持しつつ、前記触媒スラリ槽内にバグフィルタを浸漬した状態で押し付け板により前記バグフィルタへの押圧を繰り返してフィルタ本体の外部から濾布内部方向へ含浸させ、その後前記バグフィルタに含浸された余剰スラリを絞り取ることでフィルタ本体への触媒固体成分を付着させて製造する方法を採用したので、バグフィルタ各部に対して触媒を均一に付着させることができる。また、本発明に係る触媒バグフィルタ製造装置および製造方法で製造した触媒バグフィルタは、外側から内側に排気ガスを通過させて使用する場合に、清浄領域であるバグフィルタの内側から触媒が飛散することを抑制できる。

本発明に係る触媒バグフィルタ製造装置および製造方法の好ましい実施の形態を、添付図面を用いて説明する。
図１に、実施形態に係る触媒バグフィルタ製造装置の側面図を示す。本実施形態に係る触媒バグフィルタ製造装置１０は、触媒粒子のスラリ１４を貯留するスラリ槽１２と、スラリ槽１２内のスラリ１４を循環させる循環ポンプ２３と、スラリ槽１２内のスラリ１４の粘度を測定する粘度センサ２６と、粘度センサ２６の測定値により運転が制御される触媒供給手段２７とを備える。また、スラリ槽１２内のスラリ１４には製造対象であるバグフィルタ５が浸漬され、このバグフィルタ５を支持する平板状の台座３２と、この台座３２の表面にバグフィルタ５を押し付けてスラリ１４を含浸させる押し付け板３４と、押し付け板３４の駆動手段３８と、スラリ槽１２の上方に設けた一対の絞りローラ４２とを有する。なお、スラリ槽１２，台座３２及び押し付け板３４等は、触媒による腐食を防止するため、ステンレスまたは塩化ビニル系の材料で構成する。

スラリ１４は、酸化チタンなどの触媒の微細な粒子を液体に分散した懸濁液である。一般にスラリ１４中の触媒粒子は沈殿しやすい。そこで、スラリ槽１２内のスラリ１４の循環手段として循環ポンプ２３を設ける。具体的には、スラリ槽１２の底面を、例えば図１の左から右に下降する傾斜面とし、沈殿した触媒粒子を右底部に集める。そして、スラリ槽１２の右底部にスラリ１４の取り込み口２２を設け、循環ポンプ２３の吸い込み口に配管する。さらに、循環ポンプ２３の吐き出し口から、スラリ槽１２の左上部に設けたスラリ１４の戻り口２４に配管する。これにより、スラリ槽１２内のスラリ１４の濃度を均一化することができる。

スラリ槽１２内のスラリ１４の平均濃度が低下した場合には、新たに触媒を補給する必要がある。そこで、スラリ槽１２に触媒供給手段２７を接続する。なお、スラリ１４の触媒濃度は、スラリ１４の粘度と密接な相関性がある。そこで、スラリ槽１２内のスラリ１４の粘度を測定する粘度センサ２６を設ける。そして、粘度センサ２６から触媒供給手段２７の流量調整弁２８に制御信号を出力すべく、両者を電気的に接続する。これにより、粘度センサ２６の測定値に対応して、触媒供給手段２７による触媒の供給量を調整可能とする。

本実施形態では、スラリ槽１２内でバグフィルタ５を押圧して、バグフィルタ５にスラリ１４を含浸させる。そこで、スラリ槽１２の中央部に、バグフィルタ押圧手段３０を設置する。まず、スラリ槽１２内のスラリ液面より下方に平板状の台座３２を設置する。また、台座３２の上方には、台座３２と平行に押し付け板３４を配置する。さらに、押し付け板３４を上下方向に移動させ台座３２に押し付けるための駆動手段３８を設ける。この駆動手段３８には、エアシリンダ等を使用することができる。

図２に、押し付け板３４および台座３２の斜視図を示す。押し付け板３４の背面には、中心部から角部に向かってリブ状の垂直板３５を設けるとともに、周縁部にも同様に垂直板３６を設ける。これにより、押し付け板３４の変形が防止され、バグフィルタ５の各部を同等の圧力で押し付けることができる。また、台座３２の上面および押し付け板３４の下面には、弾性シート３３，３７を貼り付けてもよい。これにより、台座３２の上面および押し付け板３４にゆがみ変形が生じた場合でも、バグフィルタ５の各部を同等の圧力で押し付けることができる。

バグフィルタ押圧手段３０の左側であって、スラリ槽１２のスラリ液面より上方に、絞りローラ４２を設ける。絞りローラ４２は所定間隔を置いて平行に配置した一対のローラ４２ａ，４２ｂで構成され、上部ローラ４２ａと下部ローラ４２ｂとの間にバグフィルタ５を挟み込んで、バグフィルタ５に含浸された余剰スラリを絞り取る。なお、下部ローラ４２ｂの一端にはローラを回転させる回転ハンドル４４を設けて、挟み込んだバグフィルタ５の送りを可能とする。

図３に絞りローラ４２の詳細機構を示す。上部ローラ４２ａの両端にはシリンダ４５，４６が連結し、これらのシリンダ４５，４６によって上部ローラ４２ａを下部ローラ４２ｂに押し付ける。下部ローラ４２ｂの両端はロードセルなどの荷重検出器４７ａ，４７ｂを内蔵した軸受に支持されている。荷重検出器４７ａ，４７ｂの計測値は制御器４８に送信される。制御器４８は両荷重検出器４７ａ，４７ｂの計測値がほぼ等しい所定の絞り荷重となるようにシリンダ４５，４６の駆動を制御する。この結果、絞りローラ４２ではバグフィルタ５の幅方向に対して偏りなく均等に荷重をかけることができる。また、絞り荷重を常に好適な設定値にコントロールすることができる。

上部ローラ４２ａはステンレス鋼等の剛性材で形成されている。下部ローラ４２ｂはステンレス鋼等の剛性材で形成した中心ローラ４９の絞り面に軟質材５０が装着されている。この軟質材５０によって凹凸形状のあるバグフィルタ５に均等に荷重をかけることができる。図４はバグフィルタ５の絞り状況を示す断面図である。バグフィルタ５は円筒袋状であり、この円筒袋状を形成するためにろ布を２重に重ねた縫目部分５ａが存在する。本装置１０によって触媒を付着させるときには円筒袋状のバグフィルタ５を平板状に潰して行う。絞りローラ４２で絞る際にもバグフィルタ５を平板状に潰して行うが、この時に縫目部分５ａが図４に示したように３重となり、他の２重部分よりも膨れて凹凸形状を形成する。図４（１）は縫目部分５ａが下部ローラ４２ｂ側にある場合であり、図４（２）は縫目部分５ａが上部ローラ４２ａ側にある場合である。いずれの場合においても、縫目部分５ａによってバグフィルタ５が３重となった膨らみ部では、下部ローラ４２ｂの絞り面に装着した軟質材５０が変形し膨らみ部を吸収する。その結果、凹凸形状のあるバグフィルタ５に対しても幅方向での絞り荷重をほぼ均等にかけることができる。上部ローラ４２ａと下部ローラ４２ｂの絞り面をいずれもステンレス鋼等の剛性材で形成した場合のバグフィルタ５の絞り状況を図５に示す。この場合には、縫目部分５ａによってバグフィルタ５が３重となった膨らみ部に絞り荷重が集中する。このため、他の２重部分では絞り荷重が作用しにくく、内部にスラリ液の滞留部５ｂが生じる。

軟質材５０としてはスラリ１４のｐＨが酸性であるため、耐酸性の材料を用いることが望ましい。また、軟質材５０は必ずしも下部ローラ４２ｂに装着する必要はなく、上部ローラ４２ａに装着してもよい。あるいは上部ローラ４２ａと下部ローラ４２ｂの双方に軟質材５０を装着してもよい。また、軟質材５０の厚みは使用した軟質材の弾性係数によっても変化するが、通常の場合７〜１５ｍｍの範囲とすることが好ましい。この範囲よりも薄い時には軟質材５０の変形による膨らみ部の吸収効果が低減し、絞り後のバグフィルタ５に残存するスラリ量が多くなる。また、軟質材５０が厚過ぎると絞り荷重が軟質材によって吸収され、絞り効果が総体的に低減する。

次に、上記のように構成した触媒バグフィルタ製造装置の使用方法について説明する。
まず、循環ポンプ２３を運転する。これにより、スラリ槽１２の底部に沈殿していた触媒の固体成分が、スラリ槽の上部に戻され、スラリ槽１２内のスラリ１４の濃度を均一化することができる。次に、粘度センサ２６によるスラリ１４の粘度測定を開始する。粘度センサ２６には、あらかじめ粘度の許容下限値および上限値を記憶しておく。そして、粘度測定値が下限値を下回り、スラリの濃度が不足している場合には、触媒供給手段２７に対して、触媒の供給信号を発信する。これを受けた触媒供給手段２７は、流量調整弁２８を開いて触媒の供給を開始する。その後、粘度測定値が上限値となり、スラリ１４の濃度が回復した場合には、触媒の供給停止信号を発信する。これを受けた触媒供給手段２７は、流量調整弁２８を閉じて触媒の供給を停止する。以上により、スラリ１４の触媒濃度を許容範囲内に常に維持することができる。

次に、スラリ槽１２の右側からスラリ槽１２内に、口金７のない端部８を先頭にしてバグフィルタ５を浸漬する。まず、端部８を含むフィルタ本体６の部分を台座３２の上に配置する。次に、駆動手段３８により押し付け板３４を下降させ、バグフィルタ５を数回押圧する。これにより、フィルタ本体６の濾布がフッ素樹脂等の撥水性物質で構成されている場合であっても、その内部にスラリを含浸させることができる。同様にして、バグフィルタ５を右から左へ順送りして、フィルタ本体６の各部を台座３２の上に配置し、押し付け板３４で押圧して、バグフィルタ５の全体に触媒スラリを含浸させる。

次に、バグフィルタ５に含浸された余剰スラリを絞り取る。具体的には、スラリ１４を含浸させたバグフィルタ５を、絞りローラ４２の間に挟み込む。さらに、回転ハンドル４４を回転させてバグフィルタ５を左方向に送り、バグフィルタ５の端部８から順に余剰スラリを絞り取る。これにより、フィルタ本体６には触媒の固体成分が付着した状態となる。このように、スラリ１４の含浸工程と余剰スラリの絞り工程とを連続して行うことにより、触媒バグフィルタを効率的に製造することができる。なお、口金７のある端部７ａについては、押し付け板３４による押圧はできないので、スラリ槽１２になるべく長時間浸漬した後にスラリ槽から引き上げる。この際、前記循環ポンプ２３によってスラリ１４をスラリ槽１２内に常時流動させることにより、端部７ａへのスラリ１４の付着を相応に促進させることができる。

上述したように、本実施形態に係る触媒バグフィルタ製造装置では、スラリ１４内でバグフィルタ５を押圧して、バグフィルタ５にスラリ１４を含浸させる構成とした。これにより、バグフィルタ５の各部に対して触媒を均一に付着させることができる。また、バグフィルタ５の外側から押圧するので、バグフィルタ５の内側より外側に多くの触媒を付着させることができる。これにより、外側から内側に排気ガスを通過させる触媒バグフィルタにおいて、清浄領域であるバグフィルタ５の内側に触媒を飛散させることがない。

また、本実施形態に係る触媒バグフィルタ製造装置では、一対の絞りローラ４２を、スラリ槽１２の上方に設けてバグフィルタ５に含浸された余剰スラリを絞り取る構成とした。これにより、スラリ１４の含浸工程と、余剰スラリの絞り工程とを、連続して行うことができるので、効率的に触媒バグフィルタを製造することができる。特に絞りローラの少なくとも一方のローラの絞り面を軟質材によって形成したので、縫目部分５ａによって凹凸形状のあるバグフィルタ５に対しても幅方向での絞り荷重をほぼ均等にかけることができる。また、一対の絞りローラ４２は絞り荷重を可変なシリンダ４５，４６及び荷重検出器４７ａ，４７ｂを有しているので、バグフィルタ５の幅方向に対して偏りなく均等に荷重をかけることができ、絞り荷重を常に好適な設定値にコントロールすることができる。
なお、本発明に係るバグフィルタの押し付け手段としては、図１に示した押し付け板３４に限られない。バグフィルタ５を押し付けつつ水平方向に転動する押し付けローラであってもよい。

本実施形態に係る触媒バグフィルタ製造装置の側面図である。押し付け板３２および台座３４の斜視図である。絞りローラ４２の詳細機構を示す斜視図である。絞りローラに軟質材を装着した場合のバグフィルタ５の絞り状況を示す断面図である。絞りローラに軟質材を装着しない場合のバグフィルタ５の絞り状況を示す断面図である。触媒バグフィルタを使用した集塵機の説明図である。特許文献１に開示されている触媒バグフィルタ製造装置の説明図である。特許文献２に開示されている触媒バグフィルタ製造装置の説明図である。

符号の説明

１………集塵機、５………触媒バグフィルタ、６………フィルタ本体、７………口金、８………端部、１０………触媒バグフィルタ製造装置、１２………スラリ槽、１４………スラリ、２３………循環ポンプ、２６………粘度センサ、２７………触媒供給手段、３０………バグフィルタ押圧手段、３２………台座、３３，３７………弾性シート、３４………押し付け板、３８………駆動手段、４２………絞りローラ、４４………回転ハンドル、４５，４６………シリンダ、４７ａ，４７ｂ………荷重検出器、４８………制御器、５０………軟質材、５ａ………縫目部分。

Claims

触媒粒子のスラリを貯留するスラリ槽と、前記触媒スラリ槽の底面を傾斜面とし傾斜底部に設けた取り込み口と前記触媒槽の反対側に設けた戻り口とを配管で接続し槽内の前記触媒スラリをポンプ循環させる循環手段と、前記スラリ槽内のスラリに浸漬されたバグフィルタを支持する台座と、前記台座の表面に前記バグフィルタを押し付けて前記バグフィルタにスラリを含浸させる押し付け手段と、前記スラリ槽のスラリ液面より上方に配置され前記バグフィルタを絞る一対の絞りローラとを具備し、前記一対の絞りローラの少なくとも一方のローラの絞り面がバグフィルタの縫目部分の膨らみ部を吸収可能な軟質材によって形成されていることを特徴とする触媒バグフィルタ製造装置。
前記触媒スラリ槽には触媒スラリ供給手段を接続し、スラリ粘度に応じて供給量の調整をすることにより槽内濃度を許容範囲内に維持可能としてなることを特徴とする請求項１に記載の触媒バグフィルタ製造装置。
触媒スラリ槽に貯溜されている触媒スラリを傾斜された槽底面部の傾斜端部から取り込んで配管を介して循環させることによりスラリ濃度を均一化するとともに、スラリ粘度を測定して槽内スラリ濃度を許容範囲内に維持しつつ、前記触媒スラリ槽内にバグフィルタを浸漬した状態で押し付け板により前記バグフィルタへの押圧を繰り返してフィルタ本体の外部から濾布内部方向へ含浸させ、その後前記バグフィルタに含浸された余剰スラリを、一方のローラの絞り面がバグフィルタの縫目部分の膨らみ部を吸収可能な軟質材によって形成されている一対の絞りローラにより絞り取ることでフィルタ本体への触媒固体成分を付着させて製造することを特徴とする触媒バグフィルタの製造方法。