JP4628635B2 - フィルタを掃除する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、汚染された気体から粒子を分離するために配置された、織物またはフェルトからなる、複数のフィルタ・エレメントを含むバリア・フィルタ（ｂａｒｒｉｅｒ ｆｉｌｔｅｒ）を掃除するための方法に関する。フィルタ・エレメントは加圧された空気のパルスによって個別にまたは群で掃除され、パルスの頻度、最大圧力、および持続時間は、ダストの全放出を最小限にし、またフィルタ・エレメントの寿命を最大限にするために調節によって変更することができる。
【０００２】
この方法は特に、織物またはフェルトで作られた筒形の形状をなすフィルタ・エレメントを有する織物バリア・フィルタの掃除を最適化することを意図するものである。
【０００３】
（技術の背景）
流動する気体から粒状汚染物質を分離する場合、最も普通の掃除法の１つは、粒子が付着している表面または内部を有する媒体に気体を通すことである。これらのフィルタの一般用語はバリア・フィルタである。バリア・フィルタは、原理上ほとんどすべての考えられ得る固体物質によって構築することができるが、構成要素は通常、多孔質のセラミックまたは砂利などの剛性の媒体即ちろ過媒体か、または織物またはフェルトなどの可とう性の媒体即ちろ過媒体のいずれかである。
【０００４】
運転中に、粒子はろ過媒体に蓄積して、ダストの堆積が形成される。これは流れ抵抗の増加をもたらし、したがってバリア・フィルタでの圧力低下を増す。長時間の運転では、これはろ過媒体を完全に詰まらせる可能性がある。確実な運転には、現場においてまたは持ち出すことによって、例えば洗浄またはブラッシングによってフィルタ・エレメント/ろ過媒体とを交換または掃除することが必要である。粒子含有率の低い気体を浄化するためには、持ち出して掃除される１つまたは複数の使い捨てのフィルタが使用されることが多かったが、粒子含有率の高い気体を浄化するためには、現場で掃除されるバリア・フィルタが使用されることが多かった。
【０００５】
現場における掃除は、いくつかの方法で行うことができる。比較的小さな設備では例えば可動式吸引ノズルによって行うことができるが、大量の気体流を浄化する設備では、浄化はほとんどの場合、逆洗、払落し、またはこれらの組合せにより、ろ過媒体に衝撃に似た変位をもたらす短い加圧空気パルスを用いて、正規の気体流が短時間だけ反対方向の気体流によって置き換えられると同時に実施される。
【０００６】
バリア・フィルタの有効性／効率は、分離されたダストの堆積厚が増すことによって増加する。この結果、フィルタ・エレメントを掃除するときに分離の度合いが低下することになる。したがって、過度に頻繁に掃除せず、また形成されたダストの堆積を完全には除去しないことが望ましい。したがって掃除の頻度ならびに掃除の強さは、最適の作用が達成されるように選ぶべきである。最適作用とは一般に、ダスト放出の時間平均値ができるだけ短くなること、またはダスト分離に要するエネルギー消費が、ダスト放出の時間平均値の所定上限を越えないという副条件の下で最小限になること、のいずれかを意味するものである。
【０００７】
制御の共通原理は、増加する流れ抵抗の下で、バリア・フィルタでの圧力低下が所定の上限値に達するまで運転を進行させること、およびそれから、すべてのフィルタ・エレメント、例えば織物材料のフィルタ・チューブまたはフィルタ・カートリッジが連続的に個別にまたは群で掃除され、これによってすべてのフィルタ・エレメントが同様な処理を受けることを意味する、掃除サイクルを開始させることである。掃除サイクルが完了すると圧力低下は小さくなり、その後、ダスト堆積の増加による圧力低下が所定の上限値に達するまで待ち、そこで次の掃除サイクルが開始される。圧力低下はダスト堆積を有するろ過媒体に依存するだけではなく、気体流によっても増加するので、通常は抵抗を、圧力低下または気体の容積流に関して修正された圧力低下のための共通用語と見なす。以後、この拡張された意味を表す抵抗を使用する。
【０００８】
代替として、掃除サイクルを、抵抗が低下して所定の差になったとき、または抵抗が所定の下限値に達したときに中断することができる。このような場合に、中断された掃除サイクルは、圧力低下が再び上限値に達すると続けられ、こうして掃除の頻度はすべてのフィルタ・エレメントについて同じになる。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の主な目的は、ダスト排出のための最低時間平均値を目指すことを一般的に意味する最適作用を達成するために、バリア・フィルタを掃除するための頻度と強さとを決定するための方法を設けることである。
【００１０】
第２の目的は、バリア・フィルタを掃除するための頻度と強さとを決定するための方法を設けて、周知の掃除方策に関してフィルタ・エレメントの改善された寿命を提供することである。
【００１１】
第３の目的は、バリア・フィルタを掃除する頻度と強さとを決定するための方法を設けて、特定の個別フィルタ・エレメントまたは実際のフィルタ・エレメント群のためにダスト負荷に応じて、個別フィルタ・エレメントまたはフィルタ・エレメント群のための掃除の個別適応を可能にして、これによって変化する作業条件にダイナミックに従うことである。
【００１２】
（発明の概要）
本発明は、汚染された気体から粒子を分離するために配置された織物またはフェルトからなる複数のフィルタ・エレメントを含むバリア・フィルタを掃除するための方法に関する。フィルタ・エレメントは、加圧空気のパルスによって個別にまたは群で掃除され、パルスの頻度、最大圧力、および持続時間を、ダストの全放出を最小限にし、またフィルタ・エレメントの寿命を最大限にするために調節によって変更することができる。
【００１３】
本発明による方法によれば、加圧空気のパルスの頻度および／または最大圧力および／または持続時間は、個別のフィルタ・エレメントについて、１群のフィルタ・エレメントについて、または複数のフィルタ・エレメント群について変更される。各パルスの後に、瞬間放出の最大値すなわち放出ピークが決定され、放出ピークは、あるフィルタ・エレメント群を掃除した後に、連続作業中にこのフィルタ・エレメント群のための上記頻度および／または上記最大圧力および／または上記持続時間を選択するために使用される。
【００１４】
（発明の一般説明）
バリア・フィルタの理想的な図では、すべてのダストが、ダストを含む生ガスに面するフィルタ・エレメントの表面で捕捉される。しかしながら、実際にはダストの一部がフィルタ材料、通常はフェルトの中に貫通し、そのわずかな部分が通過する。
【００１５】
ダストを含む気体が外側から流れて加圧空気のパルスによってエレメントの中に流れる、筒、バッグ、またはカートリッジの形のバリア・フィルタ・エレメントの掃除は、いくつかの副作用にもかかわらず行わなければならない。できるだけ低いダスト放出を達成する目的を持って、フィルタ・エレメントにある一定厚のダスト堆積を可能にしなければならない。これは分離を改善するが、負の結果として、これは抵抗の増加をもたらし、したがってエネルギー消費の増加をもたらす。掃除直後の放出が過度に大きくならないようにするために、掃除に関連してダスト堆積を完全に除去することは望ましくない。これは加圧空気のパルス（掃除パルス）の程度について限界を設定する。
【００１６】
加圧空気のパルスが掃除中に圧力波としてフィルタ材料に沿って突進すると、フィルタ材料は正規の気体流とは反対の方向に大きな加速度で移動される。この移動は、フィルタ材料が伸ばされてその後に逆の運動が発生すると突然減速され、これは、フィルタ材料が作業中に伸ばされたフィルタ・エレメントを保持するバスケットなどに対して伸ばされるときに、阻止される。第２の減速で、慣性力の結果として、残存するダストはフィルタ材料の中に深く貫通し、これによってエレメントを通過する量は注目すべき短時間の放出増加をもたらす。
【００１７】
加圧空気のパルスの大きさは、この短時間の放出ピークに影響する。したがって放出ピークにより、掃除に関連してフィルタ材料の中で望ましくない方向に移動するダストがどれだけかに関する質的な情報を得ることができる。これによって、フィルタ材料の中における詰まりの度合いの指示が得られ、さらにまた詰まりの速さの指示も得られる。ここで放出ピークの大きさは、ダスト放出の最高値、ならびにダスト放出の最高値と掃除パルス直前のダスト放出の値との差とを含む。
【００１８】
したがって本発明によれば、掃除の後に放出ピークの大きさを、掃除のために使用された加圧空気のパルスの適当な大きさの表示器として使用することが示唆される。これを、バリア・フィルタのフィルタ・エレメントの中に加圧空気のパルスを導く分配システムの構造に応じて、あらゆる単一フィルタ・エレメントまたは１群のフィルタ・エレメントに適合させることができる。筒形フィルタでは、これは一般的に、掃除がいくつもの列をなして行われること、および最も小さな群は１列の筒からなっていることを意味する。
【００１９】
本発明による方法では、加圧空気のパルスの頻度および／または最大圧力および／または持続時間は、個別のフィルタ・エレメントについて、１群のフィルタ・エレメントについて、または複数のフィルタ・エレメント群について変更される。以後、単一エレメントも１群のフィルタ・エレメントを意味するものとする。持続時間にはパルスの実時間経過も含まれ、すなわちそれがいかに速く増加し、いかに速く減少するかである。各パルスの後に、ダストの瞬間放出の最大値すなわち放出ピークが決定され、放出ピークは、あるフィルタ・エレメント群を掃除した後に、連続作業中にこのフィルタ・エレメント群について頻度および／または最大圧力および／または持続時間を決定するために選択するために使用される。この選択は、実際のフィルタ・エレメント群のために最低放出ピークを提供するパルスパラメータの組合せが選択されるように、実施される。これに関して、ある所定の副条件を考慮すべきである。
【００２０】
掃除の頻度は、バリア・フィルタでの圧力低下がフィルタ材料とダストの性質に応じて例えば１０００Ｐａ〜２０００Ｐａ間、好ましくは１２００Ｐａ〜１６００Ｐａ間にある所定の最大値に達するとき、掃除が行われるように、従来の方法で適当に決定することができる。
【００２１】
所定の最大値に達すると、続いて１群または複数群のフィルタ・エレメントは、最大値とバリア・フィルタで検出された圧力低下との差が所定の値、例えば２０〜１００Ｐａ、好ましくは３０〜７０Ｐａに達するまで掃除される。この値で、掃除サイクルは中断され、圧力低下が再び所定の最大値に達すると再開される。
【００２２】
フィルタ・エレメントの寿命が実際の調節によってマイナスの影響を受けることを防ぐために、調節中ならびに運転中の掃除パルスの最大圧を所定の限界値以上に保たなければならない。この限界値は、中断なしの最適の掃除に関連して完全な掃除サイクルを実施するように即ち圧力低下の望ましい変化に達することなくバリア・フィルタにおけるすべてのフィルタ・エレメントを掃除して、この限界値を増加するように、フィルタ中の詰まり程度に従属して選択しなければならない。これを例えば、圧力パルスのために空気が供給される元である圧力タンクにおける圧力を増加することによって、行うことができる。
【００２３】
さらにまた、浄化されるべき気体の容積流量を測定してもよく、適用可能な場合では、圧力低下の第１限界値と第２限界値ならびに望ましい圧力低下の変化が、抵抗の限界値を決定することによって実際の容積流量に適合される。
【００２４】
ここで本発明を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
（提案された実施形態の説明）
図１および図２には、ハウジング２を有する筒形フィルタ１、浄化されるべき気体の入口３、および浄化された気体の出口４が示されている。筒形フィルタ１は、中間壁７によって、流入する気体のための生ガス室５と流出する気体のための清浄気体室６とに分割されている。
【００２６】
中間壁７は４つの列４０、３０、２０、１０を支持し、各列は４本のフィルタ筒１４２を有する。
【００２７】
筒形フィルタ１には、加圧空気のパルスによってフィルタ筒１４２を掃除するためのシステム８が接続されている。この目的のために、筒の各列４０などは、各筒１４２の上に中心を合わせて置かれたノズル１４１を有する分配管１４０を備えている。各列４０、３０、２０、１０のために、個別のバルブ部材即ち弁部材１４、１３、１２、１１が分配管１４０に設けられている。
【００２８】
加圧空気タンク８１が、第１制御部材９３を介して、図示されていない過圧源、例えばコンプレッサに接続され、第２制御部材９２を介して前記バルブ部材１４などに接続されている。
【００２９】
実際のパラメータを測定するために、生ガス室５における圧力のための測定トランスデューサ９４、生ガス室６における圧力のための測定トランスデューサ９５、および出口４におけるダスト濃度のための測定トランスデューサ９６があり、また（図示されていない）気体容積流量のための測定トランスデューサもある。制御部材９３、９２とバルブ部材１４などは、測定トランスデューサ９４、９５、９６からの信号に基づいて制御装置９によって制御される。
【００３０】
本発明における方法において、ダストを含む気体は入口３に流入して管１４２を通じて生ガス室５と清浄気体室６に到り、出口４を介して図示されていない煙突に到る。生ガス室５と清浄気体室６における圧力は、測定トランスデューサ９５、９６によってほぼ連続的に測定される。運転中に、管１４２の外側にダスト堆積を形成するダストは分離される。ダスト堆積の厚さが増加すると、圧力低下もまた増加する。生ガス室５と清浄気体室６との間の圧力差が第１の所定限界値、例えば１４００Ｐａに達すると、１列の筒が掃除される。新しい圧力差が記録される。掃除後の圧力差が５０Ｐａ以下に低下した場合には、他の筒列が掃除される。それから掃除は中断され、筒とダスト堆積との圧力低下、すなわち生ガス室５と清浄気体室６との間に圧力差が再び１４００Ｐａに達すると再開される。この場合、先の掃除の場合に掃除されなかった筒列は、概説したものと同じ方法で掃除され、以下同様である。
【００３１】
本発明による方法は上の説明に該当する。本発明の特定の主題は、調節中に例えば加圧空気タンク８１内の圧力を変えることによって掃除パルスの大きさを変えること、および出口４におけるダスト濃度を、測定トランスデューサ９６によって少なくとも掃除の場合にほぼ連続的に測定することである。この方法で、各個別の筒列１０などについて、掃除パルスの後に最低の放出ピークを提供するパルスの大きさを決定するように模索し、連続運転のためにこのパルスの大きさを使用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法を実施するのに適合した、加圧空気パルス掃除用の装置と制御機器を有する筒形フィルタの概略側面図である。
【図２】 制御機器のない同じ筒形フィルタの概略上面図である。

Claims (10)

1. 汚染された気体から粒子を分離するために配置された、織物またはフェルトからなる、複数のフィルタ・エレメントを含むバリア・フィルタを掃除するための方法であって、フィルタ・エレメントは、加圧された空気のパルスによって掃除され、該加圧された空気のパルスの頻度、最大圧力および持続時間は、ダストの全放出を最小限にして、フィルタ・エレメントの寿命を最大限にするために調節によって変えることができる方法において、
   掃除のパルスの頻度および／または最大圧力および／または持続時間は、個別のフィルタ・エレメントについて、１群のフィルタ・エレメントについて、または複数のフィルタ・エレメント群について変更されること、
   各掃除パルスの後に、ダストの瞬間放出の最大値すなわち放出ピークが掃除プロセスの直前のシステムからのダストの放出に合致することを試みるシステムに可能なダスト放出の最低レベルであるように決定されること、および
   放出ピークは、あるフィルタ・エレメント群を掃除した後に、連続作業中にこのフィルタ・エレメント群について掃除パルスの頻度および／または最大圧力および／または持続時間を選択するために使用されること
   を特徴とする方法。
2. フィルタ・ユニットでの圧力低下がほぼ連続的に測定される方法であって、複数のフィルタ・エレメント群が所定の順序で掃除されること、および１群の掃除が、フィルタでの抵抗または圧力低下が所定の第１限界値に達したときにおこなわれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 掃除パルスの最大圧が調節中に所定の第２限界値以上に維持されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 所定の第２限界値が、個別の掃除パルスの後におけるフィルタ・ユニットでの圧力低下に応じて選択されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 調節を実施した後に、個別掃除パルスの後の最小抵抗または最小圧力低下の最大値が決定され、この最大の抵抗または圧力低下が所定の第２限界値を決定するために使用されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 調節を実施した後に、個別掃除パルスの後の最小抵抗または最小圧力低下の加重平均値が決定され、この平均値が所定の第２限界値を決定するために使用されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
7. 連続運転の場合、頻度および／または最大圧および／または持続時間の組合せが、調節中にそのフィルタ・エレメント群のために最小放出ピークを提供した組合せに近いあるフィルタ・エレメント群の掃除パルスについて選択されることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
8. 連続運転の場合、最大圧および／または持続時間の組合せが、調節中にそのフィルタ・エレメント群のために最小放出ピークを提供した組合せに近いあるフィルタ・エレメント群の掃除パルスについて選択されることを特徴とする、請求項２から請求項６までのいずれか一項に記載の方法。
9. 所定の第１限界値が１０００Ｐａと２０００Ｐａとの間に設定されることを特徴とする、請求項２から請求項８までのいずれか一項に記載の方法。
10. 所定の第２限界値が３ｘ１０ ^５ Ｐａと５ｘ１０ ^５ Ｐａとの間に設定されることを特徴とする、請求項２から請求項９までのいずれか一項に記載の方法。

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