JP4195099B2 - 含じんガス用フィルタとそのフィルタカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は含じんガス用フィルタに関する。本発明は更にこのフィルタに利用されるフィルタカートリッジに関する。
燃焼設備、特に発電所の石炭ガス化設備において、利用される燃料に関係して粉じんを含むガスあるいは燃焼ガスが発生する。燃焼ガス内を一緒に運ばれる粉じんは、例えば微粉炭あるいは別の灰分物質である。石炭ガス化設備を備えた発電所において、ガスはその燃焼後に通常はガスタービンに導かれ、そこで膨張して仕事をする。そのガスをガスタービンに導入する前に、ガスタービンの損傷を確実に防止すべく浄化しなければならない。従ってガスタービンを保護するために、そのような燃焼設備の燃焼ガス通路の中に、一般に燃焼ガス内に含まれる粉じんを除去する働きをする集じんフィルタが設けられている。
このような含じんガス用フィルタの場合、通常外側壁の内部に含じんガス室および清浄ガス室が配置されている。フィルタの運転中、含じんガスが含じんガス室に導入され、このガスはそこから、粉じんを除去する働きをする多数のフィルタカートリッジを通って、浄化された清浄ガスとして清浄ガス室に到達する。清浄ガスはこの清浄ガス室から排出される。
含じんガス室をガスの貫流のために清浄ガス室に接続するフィルタカートリッジは、通常垂直に配置されている。その場合、フィルタカートリッジは束あるいはパックの形で支持構造物に掛けられる懸架方式で配置されている。あるいはまた、フィルタカートリッジは束あるいはパックの形で共通の支持板あるいは共通の清浄ガス集合管に配置される直立式ででも配置できる。ヨーロッパ特許第０６２２１０４号明細書において、フィルタカートリッジが垂直にされ、収容要素に立てて配置されている含じんガス用ろ過装置が知られている。
このようなフィルタは、通常その寸法づけについておよびその設計について、燃焼設備に適合されている。例えば微粉炭を燃焼させる発電所に設けられるフィルタは、それに応じた大きな燃焼ガス量の貫流に対応するように設計されている。その場合、大きな流量において確実な粉じん除去を保証するために、燃焼ガスの貫流のために並列接続された１０００個以上のフィルタカートリッジが設けられる。
このような多数のフィルタカートリッジを利用する場合、個々のフィルタカートリッジに接近することは非常に難しい。このために、例えばフィルタカートリッジが閉塞あるいは材料破損によって休止した場合、フィルタカートリッジを点検あるいは交換するには非常に経費がかかり、燃焼設備を長時間にわたって停止しなければならない。
本発明の課題は、ガスを貫流するための含じんガス室を清浄ガス室に接続する多数のフィルタカートリッジを備えた含じんガス用フィルタにおいて、これを個々のフィルタカートリッジの点検あるいは交換が特に安価な費用でできるように改良することにある。更に本発明の課題は、そのようなフィルタにおける利用に適したフィルタカートリッジを提供することにある。
フィルタに関する課題は、本発明に基づいて、含じんガス室と清浄ガス室との間に配置された分離壁におけるフィルタカートリッジを受けるために配慮された支持部材を、ほぼ円筒状の支持胴として形成することによって解決される。
本発明は、各フィルタカートリッジへ簡単に接近できるようにすることによって、フィルタカートリッジの点検あるいは交換が非常に安価な費用で行えるという考えから出発している。フィルタカートリッジの束あるいはパックの形での配置が回避されることによって、各フィルタカートリッジに、他のフィルタカートリッジを分解する必要なしに接近することができる。そのため分離壁には、そのフィルタカートリッジを受けるために考慮された支持部材が、各フィルタカートリッジに一様に接近することができるように形成される。
特に単純で有利な構造において、フィルタカートリッジ本体がその中に突出している含じんガス室は、支持胴の内部に配置され、清浄ガス室は含じんガス室を包囲する環状室の形で分離壁の支持部材の外側に配置されている。
フィルタの外側壁がほぼ円筒状の部材を有し、この円筒状部材の主軸が支持胴の主軸と同一直線上にあることによっても同様に、フィルタの構造を特にコンパクトにできる。特に単純な手段で個々のフィルタカートリッジへの良好な接近性を保証するために、本発明の有利な実施形態においては、外側壁の円筒状部材がその主軸線の方向に移動できるように構成される。
フィルタは特に直立構造に対して適用され、その円筒状部材の主軸は垂直に（厳密に垂直である必要はない）配置される。なお、本明細書において垂直とは、前記水平に対し垂直であること、即ち鉛直であることを意味する。その場合、フィルタカートリッジは特に水平に（厳密に水平である必要はない）配置される。
各フィルタカートリッジの本体は、これを懸架した際における局所的な過負荷を防止するために、円錐状に（厳密に円錐状である必要はない）形成される。これによって、円錐形状によって規定された主軸線に沿ってフィルタカートリッジを貫流するガスの、特に一様な流れ形状が保証される。
フィルタカートリッジを特に確実に懸架するために、含じんガス室の内部にフィルタカートリッジに対する中央保持装置を設けるのがよい。本発明の他の実施形態において、フィルタの底部材に粉じん排出ホッパが配置される。
フィルタカートリッジに関する上述の課題は、フィルタカートリッジ本体をほぼ円錐状に形成することによって解決される。
このようなフィルタカートリッジ本体は、束状配置と異なった組立方式で、例えば閉鎖支持胴に、あるいは水平の構成形態で、材料に局所的な過負荷を生ずることなしに特に簡単に配置できる。
本発明に基づくフィルタで得られる利点は、特にフィルタカートリッジを円筒状に（厳密に円筒状である必要はない）支持胴に配置することによって、個々の各フィルタカートリッジに一様に簡単に接近できることにある。これによってフィルタカートリッジの点検あるいは交換が、他のフィルタカートリッジを分解する必要なしに行える。このようなフィルタにおける点検作業の所要時間およびこのフィルタに前置接続された燃焼設備あるいはガス化設備の停止時間は、特に短くなる。フィルタカートリッジへの接近性は、外側壁の円筒状部材がフードの形で、その主軸線の方向に取り外すことができ、その際すべてのフィルタカートリッジが一様に露出されることにより、特に容易化される。
フィルタは更に、ほぼ円筒状の支持胴にフィルタカートリッジを配置したことによって、フィルタカートリッジの数およびガスの流れ断面積の変更について、特に柔軟性が与えられる。つまり設計上の理由からより多くのフィルタカートリッジあるいはより大きな流れ断面積が必要とされるとき、支持胴がその主軸線の方向に、例えばその外径あるいは外側壁の壁厚のような他の設計パラメータを変更する必要なしに延長できる。
以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は含じんガス用フィルタの縦断面図、
図２は図１におけるフィルタの横断面図である。
両図において同一部分には同一符号が付されている。
図１および図２に示すフィルタ１は、流動層形燃焼設備あるいは石炭ガス化設備の燃焼ガスから粉じんを除去するために設計されている。そのために、このフィルタ１は化石燃料火力発電所のガスタービンの供給通路に接続されている。
粉じんを含んでいる燃焼ガスあるいは含じんガス（生ガス）Ｒが、供給管２を介してフィルタ１に導入される。供給管２はフィルタ１の外側壁４を貫通して導かれ、この外側壁４の内部に設けられている含じんガス室６に開口している。外側壁４の内部には、含じんガス室６に加えて清浄ガス室８も設けられている。清浄ガス室８から清浄ガス出口１０を通って清浄ガスＲ′が排出される。
含じんガス室６は分離壁１２によって清浄ガス室８から分離されている。分離壁１２は、その支持部材１４が円筒状支持胴１６として形成され、この支持胴１６に多数のフィルタカートリッジ１８が掛けられている。含じんガス室６は支持胴１６の内部に設けられ、これに対して清浄ガス室８は、分離壁１２の支持部材１４の外側に、含じんガス室６を包囲する環状室の形で配置されている。含じんガス室６の内部に、フィルタカートリッジ１８に対する中央保持装置１９が設けられている。この保持装置１９は、例えば外周面に多数の開口を設けた中空保持管として形成される。それらの開口は、含じんガスＲのフィルタカートリッジ１８への特に良好な流入を可能にしている。円筒状支持胴１６の主軸線２０はほぼ垂直に配置され、フィルタカートリッジ１８はほぼ水平に位置づけられている。
各フィルタカートリッジ１８は、含じんガス室６の中に突出する円錐状に形成された本体２２を有している。このフィルタカートリッジ本体２２は多孔質の壁を有し、例えばセラミックスで作られている。あるいはまたフィルタカートリッジ本体２２の材料として、金属あるいは金属化合物も考えられる。各フィルタカートリッジ本体２２の、多孔質壁の内部における中空室は、それぞれのフィルタカートリッジ１８の出口開口２４を介して清浄ガス室８に連通している。従って清浄ガス室８は、ガスの貫流のために含じんガス室６に接続され、含じんガスＲ内を一緒に運ばれる粉じん粒子は、フィルタカートリッジ１８の本体２２の多孔室壁に付着して分離される。
フィルタ１の外側壁４は円筒状に形成された部材２６を有し、この円筒状部材２６の主軸線は支持胴１６の主軸線２０と一致している。従って外側壁４の円筒状部材２６の主軸線は、支持胴１６の主軸線２０と同一直線上にある。外側壁４の円筒状部材２６は主軸線２０の方向に移動できる。外側壁４の底部材２８に、フィルタカートリッジ１８で分離された粉じんを排出するための粉じん排出ホッパ３０が配置されている。
ほぼ円筒状の支持胴１６にフィルタカートリッジ１８を配置したことにより、外側壁４の円筒状部材２６を取り外した際、個々の独立したフィルタカートリッジ１８に一様に簡単に接近することができる。このフィルタカートリッジ１８への接近容易性は、外側壁４の円筒状部材２６がフードの形で取り外すことができ、その際にすべてのフィルタカートリッジ１８が一様に露出されることによって特に向上する。これによってフィルタカートリッジ１８の点検および交換を、他のフィルタカートリッジ１８を分解する必要なしに行える。従って、フィルタ１における点検作業の所要時間およびこのフィルタ１を有する発電所の停止時間は特に短くなる。
フィルタ１は更に、ほぼ円筒状の支持胴１６にフィルタカートリッジ１８を配置したことによって、フィルタカートリッジ１８の数およびガスの流れ断面積の変更について特に柔軟性が生じる。即ち、設計上の理由からより多くのフィルタカートリッジ１８あるいはより大きな流れ断面積が必要とされるとき、支持胴１６はその主軸線２０の方向に、例えばその外径あるいは外側壁４の壁厚のような他の設計パラメータを変更することなく延長できる。

Claims (7)

1. ガスを貫流するための含じんガス室（６）を清浄ガス室（８）に接続する多数のフィルタカートリッジ（１８）を備え、含じんガス室（６）と清浄ガス室（８）との間に配置された分離壁（１２）におけるフィルタカートリッジ（１８）を受けるために配慮された支持部材（１４）が、円筒状の支持胴（１６）として形成されており、この際
   清浄ガス室（８）が分離壁（１２）の支持部材（１４）の外側に、環状室の形で配置されており、更に
   外側壁（４）を備え、該外側壁が円筒状の部材（２６）を有し、この円筒状部材（２６）の主軸線が支持胴（１６）の主軸線（２０）と同一直線上にあり、更に
   外側壁（４）の円筒状部材（２６）が、その主軸線の方向に移動できることを特徴とする含じんガス用フィルタ。
2. 外側壁（４）の円筒状部材（２６）の主軸線が垂直に配置されたことを特徴とする請求項１記載のフィルタ。
3. フィルタカートリッジ（１８）が水平に配置されたことを特徴とする請求項１又は２記載のフィルタ。
4. 各フィルタカートリッジ（１８）が円錐状に形成された本体（２２）を有することを特徴とする請求項１から３の１つに記載のフィルタ。
5. 含じんガス室（６）の内部に、フィルタカートリッジ（１８）に対する中央保持装置（１９）が設けられたことを特徴とする請求項１から４の１つに記載のフィルタ。
6. 外側壁（４）の底部材（２８）に、粉じん排出ホッパ（３０）が設けられたことを特徴とする請求項１から５の１つに記載のフィルタ。
7. フィルタカートリッジ本体（２２）が円錐状に形成されたことを特徴とする請求項１から６の１つに記載の含じんガス用フィルタ（１）のフィルタカートリッジ。

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