JP4326156B2 - 電気フィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の背景】
本発明はフィルタを通過するガス状の粒子含有媒体から粒子を分離するための排出および分離システムと、前記排出および分離システム並びにそれらの周辺装置とを囲むフィルタ室であって、頂部構造体と、底部構造体と断熱材および金属シートの被覆材とを備えた壁構造体とを含むフィルタ室とに関する。
【０００２】
電気フィルタの排出システムは負に帯電した排出電極と、零位置にある分離電極あるいは接地プレート（すなわち分離システムは正の極として作用する）とから構成されている。浄化すべきガスは電気フィルタを通して導かれ、正および負に帯電した電極の間を通過する。正および負に帯電された電極の間には通常約１００ｋＶの電圧があるので、電圧が前記電極の間でコロナ放電を発生させる。ガスと混合された粒子がコロナ放電を通過するとき、コロナ放電は粒子を主として負に帯電させ、それらを正に帯電したプレートに付着させる。他方、正の粒子は排出電極に付着する。振動装置が双方のシステムを清浄に保ち、不純物は電気フィルタの底に落下する。
【０００３】
電気フィルタの種々の適用は、例えば発電プラント、パルプ工場、および電気フィルタの目的がそこを通して導かれる高温の煙道ガスから粒子を分離することである種々の冶金プロセスにおいて使用されている。そのような作動環境においては、煙道ガスの温度は通常１５０℃から２００℃であり、電気フィルタにおける圧力は例えば約±５０００Ｐａでありうる。
【０００４】
電気フィルタは通常可成大型の装置であるので、その構成には大量の材料が必要である。このため、電気フィルタのフィルタ室は通常の構造鋼（例えば、Ｆｅ３７Ｂ）から作られると都合がよい。
【０００５】
構造鋼から作られた電気フィルタのフィルタ室に関わる課題は腐蝕である。煙道ガスは例えば硫黄（Ｓ）とアルカリ液（ＮａＯＨ）を含有しており、それらは周知のように腐蝕をもたらす。
【０００６】
しかしながら、前述の腐食性物質は温度が十分高い限り腐蝕をもたらさない。温度がフィルタ室の上方部分よりもはるかに低い電気フィルタのフィルタ室の下方部分においてよくあることであるが、温度が腐蝕を起こす露点以下に低下すると、これらの物質は腐蝕を起こす。電気フィルタにおけるフィルタ室の上方部分の温度は電気フィルタを通して導かれるガスの温度と同じ、例えば＋１８０℃であり、一方電気フィルタにおけるフィルタ室の下方部分の温度は酸の露点に近くになりうる。
【０００７】
煙道ガスから分離された粒子は温度が前述の腐蝕露点に近い、すなわち腐食性物質の比率がより高い電気フィルタのフィルタ室の下方部分まで落下する。
【０００８】
この課題は電気フィルタのフィルタ室全体を耐酸鋼で作ることによって解決しうるが、これは極めて高価につく方法である。
【０００９】
はるかに安価につく方法は電気フィルタのフィルタ室の底構造体をコンクリートで、フィルタ室の壁構造体を普通の構造鋼で作ることである。
【００１０】
しかしながら、そのような方法は別な種類の問題を発生させる。電気フィルタにおけるフィルタ室のコンクリートの基部構造体の肉厚が３００から４００ｍｍの範囲であり、鋼で作られた壁の厚さが約５ｍｍである。一般に知られているように、鋼とコンクリートとは同じ膨張係数（１１×１０^-6Ｋ^-1）を有するが、鋼で作られた壁構造体の質量がコンクリートで作られた底構造体のそれよりはるかに小さいので、鋼で作られた壁構造体がコンクリート製の底構造体よりもはるかに急速に加熱される。この結果、鋼製の壁構造体の熱膨張がコンクリートの基部のそれよりはるかに急速に発生する。例えば、電気フィルタが始動するとき、その温度は外部の温度と同じである。始動後、温度が１４０から２００℃、例えば＋１８０℃である煙道ガスは電気フィルタを通される。このことが電気フィルタのフィルタ室の壁構造体とフィルタ室の基部構造体との間で１００℃以上の温度差を生じさせる。相応に、電気フィルタが停止している間鋼製の壁構造体はコンクリート製の基部構造体よりもはるかに迅速に収縮する。
【００１１】
熱膨張や収縮はコンクリート製の基部と鋼製の壁構造体との間の継ぎ目に張力を生じさせ、それが継ぎ目を破壊しうる。例えば、１５メートル長さの鋼製壁構造体は電気フィルタの温度が１４０℃から２００℃まで上がると１５から３０ｍｍその長さを増し、一方コンクリートの基部構造体の長さは全く増加しない。
【００１２】
（発明の簡単な説明）
本発明の目的は前述の問題を排除する電気フィルタを提供することである。
【００１３】
本発明の目的は、基部構造体がコンクリートから作られ、分離された粒子のための少なくとも１個のトラフあるいはホッパ状の底を有するタンクを含み、壁構造体が鋼で作られ、相当に堅固な継ぎ手によって基部構造体に取り付けられ、前記壁構造体が、堅固な継ぎ手を除いて熱膨張や収縮が可能なように設けられていることを特徴とする電気フィルタによって達成される。
【００１４】
本発明による電気フィルタの好適実施例が請求の範囲の従属項に開示されている。
【００１５】
本発明はコンクリート製基部構造体と鋼製壁構造体との間に堅固な継ぎ手が設けられるという概念に基づいている。ここでいう堅固な継ぎ手とは、継ぎ手において鋼製壁構造体がコンクリート製基部構造体に対して動かないようにするものであることを意味する。他方、鋼製壁構造体は、堅固な継ぎ手を除いて熱膨張および収縮が可能なようにされている。
【００１６】
壁構造体は該壁構造体の熱膨張および収縮が所望の方向に導かれうるようにすることが好ましい。
【００１７】
本発明による電気フィルタの利点はそれが安価な材料、すなわちコンクリートおよび構造鋼で作ることが出来ることである。
【００１８】
本発明を添付図面を参照して好適実施例により詳細に説明する。
【００１９】
（発明の詳細説明）
図１は断熱材を備えていない本発明による電気フィルタの簡略化した図面である。電気フィルタは排出システムと、その目的がフィルタを通過するガス状の粒子含有媒体から粒子を分離することである分離システム（図示せず）とを含む。電気フィルタの作動原理はそれ自体周知であるのでここで詳細には説明しない。
【００２０】
電気フィルタは分離および排出システム、並びにそれらの周辺装置（図示せず）を囲むフィルタ室１を含む。
【００２１】
フィルタ室１は頂部構造体２、基部構造体３および壁構造体４を含む。壁構造体４は前記壁構造体４の外側で断熱材（図示せず）と、それを被覆する金属シートの被覆材（図示せず）とを設けられている。断熱材は例えば厚さが２００から３００ｍｍのミネラルウール層でよい。
【００２２】
本発明による電気フィルタのフィルタ室１の基部構造体３はコンクリートから作られ、分離された粒子のための少なくとも１個のトラフあるいはホッパー状の底を有するタンク５を備えている。粒子はコンクリートで作られたトラフあるいはホッパ状の底を有するタンク５まで落下するので、それらは腐蝕をもたらすことはない。
【００２３】
本発明による電気フィルタのフィルタ室１の壁構造体４は構造鋼で作られ、相当に堅固な継ぎ手６によって基部構造体３に接続されている。ここでは、堅固な継ぎ手６とは壁構造体４が、温度変化の結果として継ぎ手において前記壁構造体４と基部構造体３とが相互に対して動き得ないように基部構造体３に取り付けられていることを意味する。
【００２４】
本発明による電気フィルタのフィルタ室１の壁構造体４は堅固な継ぎ手６を除いて熱膨張および収縮が可能なようにされている。
【００２５】
断熱材無しの状態の本発明による電気フィルタのフィルタ室を示す図１において、壁構造体４の少なくとも一部は、間に壁要素８が取り付けられている垂直なポスト７から構成されている。
【００２６】
図１に示す電気フィルタのフィルタ室１の壁構造体４は２個の側壁９を含む。図１は側壁９の一方を示し、他方は電気フィルタの反対側にある。図１において、これらの側壁９は４個の垂直なポスト７から構成され、それらのポストの間に３個の壁要素８が取り付けられている。
【００２７】
図２は間に壁要素８が取り付けられている垂直なポスト７から構成される壁構造体４の一部を示す。これらの垂直なポスト７は相当に堅固な継ぎ手６によって基部構造体３に取り付けられることが好ましい。ここでは堅固な継ぎ手とは、垂直なポスト７が堅固な継ぎ手６において基部構造体３に対して動くことができないように基部構造体３に取り付けられることを意味する。垂直なポスト７の下端は例えば、基部構造体３に埋設された石造プレート（図示せず）に溶接しうる。
【００２８】
図２において、垂直なポスト７はＩ形鋼から構成されているが、代替的に別な種類の断面形状の形鋼から形成してもよい。
【００２９】
壁要素８は補強材１０を備えることが好ましい。図においては、これらの補強材１０はU字形形鋼から作られているが、代替的に補強材１０は別な種類の断面形状の形鋼から形成してもよい。これらの補強材１０の目的は壁要素８を電気フィルタのフィルタ室１内の圧力に対して補強することである。
【００３０】
例えば、図２から判るように、壁要素８は２個の接続プレート１１によって垂直なポスト７に取り付けられている。図２が示すように、一方の接続プレート１１は第１の垂直なポスト７に取り付けられ、他方の接続プレート１１は前述の第１の垂直なポストの次の第２の垂直なポスト７に取り付けられている。壁要素８は第１の接続プレート１１と第２の接続プレート１１との間に取り付けられている。
【００３１】
前記接続プレート１１は継ぎ目無しで壁要素８に取り付けられることが好ましく、すなわち接続プレート１１と壁要素８とは同じプレートの予備形成品等で作られることが好ましい。
【００３２】
図２に示すように、接続プレート１１は壁要素８に対して角度を形成するように取り付けられることが好ましい。角度を形成するように接続プレート１１を壁要素８に取り付けることにより、基部構造体３に対して固定されることが好ましい垂直なポスト７が、壁要素８と接続プレート１１とが温度変化によって広がったり、狭くなったりするにつれて相互に対して運動しないように制御することができる。換言すれば、壁要素８と接続プレート１１とは垂直プレート７の間の距離に影響を与えることなく膨張および収縮可能である。
【００３３】
図２に示す構造体においては熱のために壁要素８と接続プレート１１とが広がるにつれて、より長くなる壁要素８は接続プレート１１も広がるので、電気フィルタのフィルタ室１内で僅かに（図２において上方に）動く。対応して、壁要素８と接続プレート１１とが冷却するにつれて狭くなると、壁要素８は接続プレート１１が狭くなるので、僅かに外方に（図２において下方に）動く。このため、垂直なポスト７の間の距離は双方の場合共概ね変化しないままである。
【００３４】
代替的に、壁要素８は、該電気フィルタが熱くなるにつれて電気フィルタから外方へ、電気フィルタが冷却するにつれて電気フィルタの内方へ運動するように取り付けることが可能である。
【００３５】
図４から図６までは接続プレート１１の下端１２が曲げられている解決方法を示す。このことの目的は電気フィルタのフィルタ室１を有り得る過圧に対して補強することである。
【００３６】
図３は内壁構造体４と基部構造体３との間の継ぎ手の断面図である。図３に示す構造において、形鋼１３が基部構造体３に取り付けられ、壁要素８の下縁部がこの形鋼１３に溶接、すなわち固定されている。代替的に、壁要素８は別な接続方法を用いて基部構造体３に取り付けてもよい。
【００３７】
形鋼１３には例えば該形鋼に溶接され、それによって該形鋼が基部構造体３に固定されるコンクリートアンカーを備えている。
【００３８】
図３において、形鋼１３はＬ形鋼から構成されているが、代替的に該形鋼は別な断面形状のものでもよい。図３において、形鋼１３はまた基部構造３に埋設され、それがフィルタ室１内を指す上縁部を形成するように位置することが好ましい。
【００３９】
当該技術分野の専門家には技術が進歩するにつれて、本発明の概念が種々の方法で実行可能なことは明らかである。このように本発明とその実施例とは前述した例に限定されるのではなくて、特許請求の範囲内で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 断熱材および金属シートの被覆材の無い状態の電気フィルタの簡略化した図面である。
【図２】 壁構造体の断面図である。
【図３】 壁構造体と基部構造体との間の継ぎ手の詳細図である。
【図４】 壁要素の下方部分を示す。
【図５】 図４に示す壁要素の下方部分の側面図である。
【図６】 図４に示す壁要素の下方部分の底面図である。

Claims (7)

1. 電気フィルタを通過するガス状粒子含有媒体から粒子を分離するための排出および分離システムと、
   前記排出および分離システム並びにそれらの周辺装置を囲むフィルタ室（１）であって、
   頂部構造体（２）と、
   基部構造体（３）と、
   断熱材および金属シート被覆材とを備えた壁構造体（４）とを含むフィルタ室（１）とを含み、
   前記基部構造体（３）がコンクリート等で作られ、分離された粒子のための少なくとも１個のトラフあるいはホッパ状の底があるタンク（５）からなり、
   前記壁構造体（４）が鋼から作られ、相当に堅固な継ぎ手（６）によって前記基部構造体（３）に取り付けられており、
   前記壁構造体（４）が前記堅固な継ぎ手（６）を除いて、熱膨張あるいは収縮しうるようにされており、
   前記壁構造体（４）が、それらの間に壁要素（８）が取り付けられている垂直なポスト（７）から少なくとも部分的に構成されており、
   前記壁要素（８）は少なくとも１個の接続プレートによって前記垂直なポスト（７）に取り付けられ、前記接続プレート（１１）が前記壁要素（８）と垂直なポスト（７）との間に取り付けられており、
   前記接続プレート（１１）が前記壁要素（８）に対して角度を成すように取り付けられている
   ことを特徴とする電気フィルタ。
2. 前記壁構造体（４）が２個の側壁（９）を含み、前記側壁（９）の壁構造体（４）が、間に前記壁要素（８）が取り付けられている垂直なポスト（７）から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気フィルタ。
3. 前記垂直なポスト（７）が相当に堅固な継ぎ手（６）によって前記基部構造体（３）に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気フィルタ。
4. 前記接続プレート（１１）が継ぎ目無しで前記壁要素（８）に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の電気フィルタ。
5. 前記壁要素（８）が前記基部構造体（３）に取り付けられていることを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項に記載の電気フィルタ。
6. 形鋼（１３）等が前記基部構造体（３）に取り付けられ、前記壁要素（８）が前記形鋼（１３）に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の電気フィルタ。
7. 前記接続プレート（１１）の下縁部が曲げられていることを特徴とする請求項５に記載の電気フィルタ。

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