JP6249181B2 - バグフィルタ式集塵装置およびその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、バグフィルタ式集塵装置に関し、具体的には、パルスジェット方式のバグフィルタ式集塵装置において、ダクト内に堆積するダストを、集塵装置を運転しながら除去することができるバグフィルタ式集塵装置とその運転方法に関するものである。

空気中の粉塵や煤塵等の汚染物質（以降、「ダスト」と称する）を除去する集塵装置は、大別して、ダストを濾布（フィルタ）で濾過して除去する「バグフィルタ式」、遠心力によってダストを集塵する「サイクロン式」、洗浄液の液膜によってダストを捕集する「ウェットスクラバ式」、ダストを帯電させて捕集する「電気集塵式」等がある。

上記バグフィルタ式集塵装置（以降、単に「バグフィルタ」とも称する）は、一般に、ダストを含有するガス（以降、「含塵ガス」ともいう）を効率よく吸引するためのフードと、吸引した含塵ガスを搬送するダクトと、上記搬送された含塵ガス中のダストをフィルタで濾過する集塵装置本体（濾布室）と、吸引力を発生させるファン（ブロア）によって構成されている。このバグフィルタは、フィルタにダストが付着し、堆積したままだと、吸引力が低下し、集塵効率が悪化するため、堆積したダストを定期的に除去して濾布室の下部に設けられたダストボックス（ダストホッパ）に貯留し、ある程度の量になったときに排出している。

上記フィルタに堆積したダストを除去する方法としては、フィルタの裏側から空気を吹き付けてダストをフィルタから払い落とす方式と、フィルタに振動を加えてフィルタから払い落とす方式があり、さらに、上記空気を吹き付ける方式には、濾布室の上部からエアを濾布室内に吹き込む「逆洗方式」と、濾布室内に配設したブローチューブからパルスエア（圧縮ガス）をフィルタ内に吹き込む「パルスジェット方式」がある。前者の「逆洗方式」は、図１に示したように、濾布室１の下部から導入した含塵ガスを、下方に開いた円筒状のフィルタ２の内部に導いて内側から外側に向けて濾過し、濾過した清浄ガスを上方から排出する内面濾過式のタイプに、また、後者の「パルスジェット方式」は、図２に示したように、濾布室１の下部から濾布室内に導入した含塵ガスを、上方に開いた円筒状フィルタ２の側面の外側から内側に向けて濾過し、濾過した空気を上方から排出する外面濾過式のタイプに多く見られる。

上記逆洗方式のバグフィルタは、集塵装置内部を仕切り壁で複数の部屋に分割し（図１には２部屋の例を示した）、１部屋ずつ逆洗（ダストの払い落とし）を行うタイプのものが多いため、一時的に集塵能力が低下するという問題がある。一方、パルスジェット方式のバグフィルタは、集塵装置内部に仕切りがなく、複数配設されフィルタ列を一列ずつダストの払い落としを運転中に行うため、ダスト除去中における集塵能力低下が小さいのが特徴である。また、バグフィルタの濾過面積を小さくできるため、設備がコンパクトになり、その結果、設置コストが安価になるというメリットもある。そこで、近年では、製鉄所に設置される大型の集塵装置は後者のパルスジェット方式のバグフィルタ式集塵装置が多く採用されるようになってきている。

上記パルスジェット方式のバグフィルタの処理能力を高め、かつ、設備サイズや設置面積を小さくして設置費用を削減するには、濾過面積を大きくすることが有効であることから、近年、円筒状フィルタ長さを長く（装置高さを高く）して、濾過面積を増大する傾向にある。それに伴い、フィルタを設置している濾布室の側面から含塵ガスを導入することが多くなるとともに、装置の高さも高くなる傾向にある。

しかし、濾布室側面から含塵ガスを供給すると、含塵ガスがガス導入口に集中し、濾布室内に均一に分散されない。そのため、図３に示したように、含塵ガスがダクト３から濾布室１に導入される入口部分に邪魔板４や、整流板４´等（以降、これらを総称して「整流板」という）を設けて、ガスの流れを分散し、均一化することが行われている。また、整流効果をより高めるため、上記整流板の直前に整流室５（図３（ｂ）参照）を設けることも多くなってきている。この整流室は、含塵ガスを導入するダクト３よりも断面積が大きいため、ガスの流速が低下し、比較的大きなダストや重いダストを沈降分離する効果を有する。さらに、含塵ガスの導入口を整流室５の上部に設けて、含塵ガスの流れを下向きとし、サイズが大きいダストや比重が大きいダストを整流室下部からダストホッパ６に直接沈降分離させることも行われている（例えば、特許文献１参照）。

上記のように整流室の上方から含塵ガスを導入する場合や、フィルタ長さが長い、従って、高さが高い集塵装置の場合には、ガス導入口も高くなるため、含塵ガスを搬送するダクトの途中に上向きの屈曲部を設けることが多い。また、上記ダクトの屈曲部を設ける代わりに、整流室の下方にダクトを配設し、該ダクトから整流室に含塵ガスを上向きに供給することも多くなってきている。しかし、ダクトの上方に向かって屈曲している部分（上向き屈曲部８）には、図４（ａ）に示すように、ダストが堆積し易い。また、図４（ｂ）に示したように、整流室に向かって含塵ガスを上向きに流すときにも、同様に、ダクト立上り部（立上り部９）にはダストが堆積し易い。その結果、ガスの流れが阻害されて集塵能力を低下したり、最悪、ダクトの閉塞を招いたりするという問題がある。なお、以降、上記ダクトの上向き屈曲部８および立上り部９を総称して単に「屈曲部」ともいう。

このようなダクト内へのダストの堆積を防止する技術としては、圧縮空気などでダスト吹き飛ばす方法（例えば、特許文献２等参照）、ダクト内の流れを制御して、ダストの堆積を防止する方法（例えば、特許文献３等参照）、ダクト内部にダストを除去する機械装置を設置する方法（例えば、特許文献４等参照）、集塵装置から出たガスをダクトに循環させ、ダストを吹き飛ばす方法（例えば、特許文献５等参照）、および、堆積し易いダストを積極的に分離する方法（例えば、特許文献６参照）等が知られている。

実開昭６３−１１１９２１号公報 特開２００９−０８５４９８号公報 特開平１１−０４９３６０号公報 特開平０６−１９４０６９号公報 特開２００１−１６２１２３号公報 特開平０６−１０９３７７号公報

しかしながら、圧縮空気などでダストを吹き飛ばす特許文献２等に開示の方法は、圧縮空気の噴出口から離れた位置のダストを吹き飛ばす効果が小さいため、多数の圧縮空気噴出口を設ける必要があり、特にダクトの径が大きい場合には複雑な装置になる。
また、ダクト内の流れを制御してダストの堆積を防止する特許文献３等に開示の方法は、ダストが堆積しない速度まで流速をアップさせる必要があるが、流速が２０ｍ／ｓを超えると、ダストの衝突によりダクト内面の磨耗が著しくなる。
また、ダクト内部にダストを除去する機械装置を設置する特許文献４等に開示の方法は、機械装置の稼動部分、特に摺動部分がダストによって損傷を受け易い。
また、集塵装置からの排出ガスをダクトに循環させ、ダストを吹き飛ばす特許文献５等に開示の方法は、濾布室の下部から含塵ガスを導入する方式のバグフィルタに対しては有効であるが、濾布室の上方や側面に導入口を設置する方式のバグフィルタには、適用できない。
また、堆積し易いダストを積極的に分離する特許文献６に開示の方法は、バクフィルタよりかなり上流側の水平ダクト内において、ダクト下部を流れる大粒径かつ高嵩比重のダストを除去する技術であり、バグフィルタのガス導入口近傍のダクト屈曲部におけるダストの堆積を防止する技術ではない。また、特許文献６に開示の方法では、捕集したダストの除去は、集塵装置を停止して行う必要があり、運転中に行うことはできない。

本発明は、従来技術が抱える上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、含塵ガスを濾布室の側面から導入するパルスジェット方式のバグフィルタ式集塵装置において、含塵ガス導入ダクトの屈曲部に堆積するダストを、集塵装置を運転しながら除去することができるバグフィルタ式集塵装置を提供するとともに、その装置の運転方法を提案することにある。

発明者らは、上記課題の解決に向けて鋭意検討を重ねた。その結果、ダクトのダストが堆積し易いダクト屈曲部の下部にダスト溜まりを設けて、そのダスト溜まりと濾布室下部のダストホッパとの間を、排出弁を有するダスト排出管で連結し、定期的に排出すればよいことに想到し、本発明を開発するに至った。

すなわち、本発明は、含塵ガスを濾布室の側面から濾布室内に導入するパルスジェット方式のバグフィルタ式集塵装置において、含塵ガスを濾布室に導入するダクトのダストが溜まり易い部位の下部にダスト溜まりと、上記ダスト溜まりと濾布室下部のダストホッパとの間に、ダスト排出弁を有するダスト排出管が設けられていることを特徴とするバグフィルタ式集塵装置である。

本発明のバグフィルタ式集塵装置における上記ダストが溜まり易い部位は、ダクトの上向き屈曲部、または、ダクトの立上り部であるであることを特徴とする。

また、本発明の上記バグフィルタ式集塵装置は、上記含塵ガスを供給するダクトと濾布室との間に整流室が設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、上記いずれかに記載の集塵装置の運転方法であって、濾布室および／または整流室で捕集したダストをダストホッパから排出した後に、または、ダストホッパ内のダスト量が、ダスト溜まりのダストを排出するダスト排出管の接続箇所より低い時に、ダスト溜まり下部のダスト排出弁を開いてダスト溜まりに堆積したダストをダストホッパ内に排出することを特徴とするバグフィルタ式集塵装置の運転方法を提案する。

本発明によれば、パルスジェット方式のバグフィルタ式集塵装置におけるダクト屈曲部へのダストの堆積を効果的に防止するとともに、捕集したダストを集塵装置のダストホッパ内に自動的に排出することができる。したがって、本発明によれば、ダクト内に堆積したダストの除去を、特別な除去装置を設置する必要がなく、通常のダスト排出作業の一環として行うことが可能となるので、捕集したダストの除去を効率よくかつ安価に行うことができる。

逆洗方式のバグフィルタ式集塵装置を説明する図である。 パルスジェット方式のバグフィルタ式集塵装置を説明する図である。 他のパルスジェット方式のバグフィルタ式集塵装置を説明する図である。 バグフィルタ式集塵装置のダクトにおいて、ダストが堆積し易い部位を説明する図である。 本発明のパルスジェット方式のバグフィルタ式集塵装置を説明する図である。

前述したように、ダクト内に堆積し易いダストを積極的に分離する方法として、特許文献６に開示の、ダクト下面にダストシュートを設けてダストを除去する技術がある。しかし、この技術は、水平ダクトのダクト下部を流れる大粒径かつ高嵩比重のダストを除去する技術であり、バグフィルタの濾布室へのガス導入口近傍のダクト屈曲部におけるダストの堆積を防止する技術ではない。また、この方法では、捕集したダストの除去は、集塵装置を停止して行う必要があり、操業中に行うことはできないという問題点を抱えている。

そこで、本発明は、バグフィルタの濾布室へのガス導入口近傍のダクト内へのダストの堆積を防止するため、ダストが堆積し易いダクト屈曲部の下部にダストシュート（ダスト溜まり）を設けることに加えて、上記ダスト溜まりとバグフィルタの濾布室下部のダストホッパとをダスト排出管で連結し、さらに、上記ダスト排出管には、定期的に上記ダスト溜まりに堆積したダストを排出するためのダスト排出弁を設けたバグフィルタ式集塵装置を提供する。

図５は、図４に示した従来技術の集塵装置に、本発明を適用した例を示したものであり、具体的には、図５（ａ）は、図４（ａ）に示したダストが堆積し易いダクトの上向き屈曲部８の下部にダスト溜まり１０を設けてダストを捕集するとともに、上記捕集したダストを、ダスト溜まりの下部に連結した、ダスト排出弁１２を有するダスト排出管１１を介して、濾布室下部のダストホッパに排出できるようにした例を、また、図５（ｂ）は、図４（ｂ）に示したダストが堆積し易いダクト立上り部９の下部にダスト溜まり１０を設けてダストを捕集するとともに、上記補充したダストを、ダスト溜まりの下部に連結した、ダスト排出弁１２を有するダスト排出管１１を介して、濾布室下部のダストホッパ６に排出できるようにした例を示したものである。

ここで、上記ダスト溜まりに捕集したダストを、濾布室下部のダストホッパ６に排出するときは、ダストホッパ６内は、清浄ガスを排気するダクトの下流に設置された図示されていないブロアにより吸引されて負圧となっているので、ダスト溜まり１０の下部に設けたダスト排出弁１２を開とすれば排出ことができる。ただし、ダストホッパ６内の濾布室で捕集したダストがダスト排出管１１の接続位置より高い位置まで溜まっているときは、ダスト溜まり１０内のダストを吸引することができないので、ダスト排出管１１の接続位置が、ダストホッパ内のダスト上面より常に上となるようにするか、あるいは、ダスト溜まり１０からのダスト排出を、濾布室で捕集したダストを排出した後に行うことが好ましい。

なお、ダスト溜まり１０からのダスト排出は、一定時間ごとに定期的に行うよう自動化して行うことが好ましく、特に、ダスト溜まり１０からのダスト排出を、濾布室で捕集したダストの排出後に行う場合には、濾布室で捕集したダストの排出と連動して排出するよう自動化するのが好ましい。

上記のように、含塵ガスを濾布室に導入するダクトの、ダストが堆積し易い部位の下部にダスト溜まりを設け、上記ダスト溜まりと濾布室下部のダストホッパとをダスト排出管で連結することで、濾布室で捕集したダストの排出と同じ処理系統で、ダクト内に堆積したダストを排出することが可能となる。したがって、従来のように、集塵装置を停止して、ダクト内に堆積したダストを除去する作業が不要となるので、集塵装置の稼働率向上や作業環境の向上にも寄与する。

製鋼工場の除滓場に設置されているバグフィルタ式集塵装置に本発明の技術を適用し、適用前後におけるダクト内に堆積するダスト量の比較調査を行った。
上記比較調査に用いた本発明適用前のバグフィルタ式集塵装置（比較例）は、図４（ｂ）に示したように、含塵ガスを供給するダクトと濾布室の間に整流室を設けて、上記ダクトから整流室に含塵ガスを上向きに導入し、整流室から濾布室には含塵ガスを濾布室側面から導入するものであり、一方、本発明適用後のバグフィルタ式集塵装置（発明例）は、図５（ｂ）に示したように、上記比較例に用いたバグフィルタ式集塵装置において、整流室に含塵ガスを供給するダクトの立上り部下部にダスト溜まりを設け、上記ダスト溜まりの下部と濾布室下部のダストホッパ間に、ダスト溜まり直下にダスト排出弁を有するダスト排出管を配設したものである。
なお、上記調査では、比較例の集塵装置は、濾布室から発生したダストの排出は１回／日の頻度で行った。また、本発明例の集塵装置では、上記と同じ頻度で濾布室から発生したダストを排出するとともに、上記ダスト排出の完了信号に連動させて、ダスト溜まり下部に設けたダスト排出弁を開にし、ダスト溜まりに溜まったダストをダストホッパ内に自動排出するようにした。

その結果、比較例の集塵装置では、１回／月の設備点検による停止に合わせて、ダクト内に堆積したダストを外部に除去する抜取作業が必須であったが、本発明例の集塵装置では、ダクト内へのダストの堆積は殆ど認められなかった。その結果、比較例の集塵装置では、上記ダスト抜取作業のために、ダストを回収する人手とダスト回収車を手配する必要があったが、本発明例の集塵装置では、ダスト溜まりに溜まったダストは濾布室から発生したダストと一緒に排出されるので、上記手配は皆無となった。

１：濾布室
２：濾布（フィルタ）
３：含塵ガス導入ダクト
４、４´：整流板
５：整流室
６：ダストホッパ
７、１２：ダスト排出弁
８：ダクトの上向き屈曲部
９：ダクトの立上り部
１０：ダスト溜まり
１１：ダスト排出管
１３：ブローチューブ

Claims (4)

1. 含塵ガスを濾布室の側面から濾布室内に導入するパルスジェット方式のバグフィルタ式集塵装置において、
   含塵ガスを濾布室に導入するダクトのダストが溜まり易い部位の下部にダスト溜まりと、
   上記ダスト溜まりと濾布室下部のダストホッパとの間に、ダスト排出弁を有するダスト排出管が設けられ、かつ、上記ダスト排出管のダストホッパとの接続位置が、ダストホッパ内に堆積したダスト上面より常に上になる位置にあることを特徴とするバグフィルタ式集塵装置。
2. 上記ダストが溜まり易い部位は、ダクトの上向き屈曲部、または、ダクトの立上り部であるであることを特徴とする請求項１に記載のバグフィルタ式集塵装置。
3. 上記含塵ガスを供給するダクトと濾布室との間に整流室が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバグフィルタ式集塵装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の集塵装置の運転方法であって、濾布室および／または整流室で捕集したダストをダストホッパから排出した後に、または、ダストホッパ内のダスト量が、ダスト溜まりのダストを排出するダスト排出管の接続箇所より低い時に、ダスト溜まり下部のダスト排出弁を開いてダスト溜まりに堆積したダストをダストホッパ内に排出することを特徴とするバグフィルタ式集塵装置の運転方法。
   

Images