JPH0380955A - ガス循環型サイクロンセパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ダスト含有ガスからダストを分離除去するガ
ス精製装置に係り、特に遠心力を利用し、ダストを分離
除去するのに好適なガス循環型サイクロンセパレータに
関する。

［従来の技術］ 従来のガス循環型サイクロンセパレータは、例えば、第
４図に示す特開昭５５−６４８５３号の装置は次のよう
な構成をもっている。すなわち、旋回室２０と集塵室２
１間の仕切り２２にはダスト排出孔２３とガス流通孔２
５が設けられており、旋回室２０へ流入したダスト含有
ガスは遠心力により旋回下降しながらダストを旋回室２
０の内壁面側へ分離し、旋回下降してきたガスの一部と
ともにダスト濃縮ガスとしてダスト排出孔２３から集塵
室２１へ排出する。そしてダストとともに集塵室２１へ
入ったガスは、負圧状態にある旋回室２０の中心部近傍
に設けであるガス流通孔２５がら旋回室２０へ戻すこと
により、集塵室２１内に入ったダストの再飛散を防止し
、集塵効率の向上を図っていた。なお、仕切り２２の中
心部には清浄ガスの流出口である旋回室出口２６が設け
である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のサイクロンセパレータでは、ガス循環型サイ
クロンセパレータで集塵できない未集塵ダストは、下記
の二つの移動経路をとる。

遠心力により旋回下降してきたダスト濃縮ガスが旋回室
２０と集塵室２１間の仕切り２２に設けられているダス
ト排出孔２３に入らず、仕切り２２手前で反転するガス
の流れに同伴されて旋回室出口２６に達する場合と、−
旦ダスト排出孔２３を通り集塵室２１へ入ったダスト濃
縮ガス中のダストが再飛散し、旋回室２０へ戻るガスに
同伴されて旋回室２０に入り、旋回室出口２６に達する
場合である。

つまり、ダスト排出孔２３を通過するダスト濃縮ガスの
流量が少なければ、集塵室２１から再飛散するダスト量
は少ないが、仕切り２２の手前で反転するガスに同伴さ
れるダストが多くなり、集塵効率は低下する。一方、ダ
スト排出孔２３を通過するダスト濃縮ガスの流量が多け
れば、仕切り２２手前で反転するガスに同伴されるダス
ト量は少ないが、集塵室２１内に入ったダストはガスで
撹拌された状態となるため、再飛散するダスト量が多く
なり、この再飛散ダストが旋回室２０へ戻るガスに同伴
されてしまい、集塵効率は低下する。

したがって、上記従来のガス循環型サイクロンセパレー
タで高い集塵効率を得るためには、ダスト排出孔２３を
通過するダスト濃縮ガス流量に適正値が存在する。すな
わち、従来のガス循環型サイクロンセパレータはダスト
含有ガスの処理量や集塵効率を考慮し、旋回室２０人口
へ流入するダスト含有ガスの流速が２０　ｍ　／　ｓ前
後で最も高い集塵効率が得られるように、旋回室２０の
入口寸法やダスト排出孔２３の寸法および個数が決めら
れている。このため旋回室２０の入口に流入するダスト
含有ガスの流量が変化し、これに伴い旋回室２０人口で
のガス流速が変化した場合（以下負荷変動時と称す。）
には集塵効率は急激に低下する。

つまり、従来技術では負荷変動時に高い集塵効率を維持
する点には配慮がなされておらず、集塵効率は旋回室２
０人口へ流入するダスト含有ガスの流量に左右されると
いう問題があった。

そこで、本発明の目的は従来技術の上記問題点を解決し
、旋回室へ流入するダスト含有ガス流量が変化する負荷
変動時においても、集塵効率が低下しないガス循環型サ
イクロンセパレータを提供することにある。

［課題を解決するための手段コ 本発明は上記の目的を達成するために、次のような構成
を採用する。

すなわち、流入ダスト含有ガスを旋回させながら、ダス
トを分離する旋回室と、旋回室に連なる分離ダストが流
入する集塵室と、旋回室と集塵室との境界部近傍に集塵
室に流入したダスト除去清浄ガスを旋回室に戻すガス流
通孔を中心部に形成し、かつ、周辺部に断面積を可変し
得るダスト排出空間を持つ仕切り構造体と、を設けたガ
ス循環型サイクロンセパレータ、または、 中心部にガス流通孔を形成し、外周部を円錐状または球
状とし、外周部表面と、旋回室と集塵室との境界部近傍
の円筒状の内壁との間にダスト排出空間を形成させ得る
移動可能な仕切り構造体を用いた上記ガス循環型サイク
ロンセパレータ、または、 中心部にガス流通孔を形成し、外周部形状を円板状また
は円柱状とし、外周部表面と、旋回室と集塵室との境界
部近傍の円錐状の内壁との間にダスト排出空間を形成さ
せ得る移動可能な仕切り構造体を用いる上記ガス循環型
サイクロンセパレータ、または、 旋回室と集塵室との境界部近傍に固定し、中心部にガス
流通孔を形成し、周辺部に枚数のダスト排出孔を形成し
、ダスト排出孔の一部もしくは全部に開閉可能なシャッ
ターを設けた仕切り構造体を用いる上記ガス循環型サイ
クロンセパレータ、または、 上記ガス循環型サイクロンセパレータのダスト含有ガス
入口にダスト含有ガス流量計を設け、該流量計の検出値
に応じてダスト排出空間のダスト含有ガス流通断面積を
調整するダスト排出空間調整手段を設けたガス循環型サ
イクロンセパレータの集塵量制御装置、または、 炭素微粉原料ガス化炉から生成するダスト含有ガスの流
路に設けられるろ過集塵器の前段に上記ガス循環型サイ
クロンセパレータを配置する炭素微粉原料ガス化炉から
生成するダスト含有ガスの精製装置である。

［作用コ 負荷変動があっても、仕切り構造体を移動させることで
、仕切り構造体の外周部表面と、旋回室と集塵室との境
界部近傍の内壁とで形成されるダスト排出空間のダスト
流量断面積を変化させ、ダスト排出空間を通過するダス
ト濃縮ガス流量を適正量に変化させることができる。

すなわち、旋回室と集塵室との境界部近傍に設ける仕切
り構造体には集塵室から旋回室へ清浄ガスが戻るガス流
通孔のみを設け、仕切り構造体の外周部形状を円錐状ま
たは球状とし、仕切り構造体上端が旋回室内に入り、仕
切り構造体の移動によりダスト排出孔の断面積が変わり
、ダスト濃縮ガス流量を変える仕組みである。

たとえば、旋回室入口へ流入するダスト含有ガス流量が
変化し、ダスト排出空間を通過して集塵室へ入るダスト
濃縮ガス流量が前記した適正値以下になった場合には、
仕切り構造体を第１図で示す下方に移動すればダスト排
出空間の内径が小さくなり、ダスト排出空間の断面積が
増加するのでダスト濃縮ガス流量を増加させて適正値に
することが可能である。また反対に旋回室入口へ流入す
るダスト含有ガス流量が変化し、ダスト排出空間を通過
して集塵室へ入るダスト濃縮ガス流量が適正値以上にな
った場合には、仕切り構造体を第１図で示す上方に移動
すればダスト排出空間の内径が大きくなり、ダスト排出
空間の断面積が減少するのでここを通過するダスト濃縮
ガス流量を減少させて適正値にすることができる。

仕切り構造体の外周部の形状を円板状または円柱状とし
て、旋回室と集塵室との境界部近傍の内壁形状を円錐状
にした場合も同様に仕切り構造体を移動させることによ
りダスト排出空間の断面積を調整できる。

また、移動可能な仕切り構造体の代わりに、旋回室と集
塵室との境界部近傍に固定した仕切り構造体を設けた場
合は、その仕切り構造体の周辺部に形成された複数のダ
スト排出孔を開閉制御することにより、負荷変動があっ
ても、ダスト排出空間を通過して集塵室へ入るダスト濃
縮ガス流量を容易に適正値にすることができる。

炭素微粉原料ガス１ヒ炉から生成するダスト含有ガスの
流路に設けられるろ過集塵器の前段にガス循環型サイク
ロンセパレータを配置することにより、大部分のダスト
がガス循環型サイクロンセパレータで除かれるので、ろ
過集塵器ではよりＭ密に集塵することができる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例として外周部をテーパ面にした仕
切り構造体を用いたガス循環型サイクロンセパレータに
ついて第１図により説明する。

本実施例のガス循環型サイクロンセパレータは旋回室１
．集塵室３および旋回室ｌと集塵室３との間に設けられ
る仕切り構造体４から構成されている。該ダスト含有ガ
スが旋回室１内で旋回し得るようにダスト含有ガスの入
口１０が旋回室側壁２の一端部に設けられている。旋回
室１と集塵室３の間に外周部７の形状が円錐状で、中心
部にガス流通孔５を有する仕切り構造体４を設け、仕切
り構造体４の上端が旋回室１に入り、下端は移動軸９に
接続して構成される。仕切り構造体４の外周部７の円錐
状のテーパ面と旋回室側壁２の内壁面との間にダスト排
出空間８が形成されている。

また、旋回室１の上面部にはダスト除去後の清浄化ガス
出口１１が設けである。仕切り構造体４と移動軸９とは
両端部が解放した樋状部材１２を介して接続されている
。

このような構造からなるガス循環型サイクロンセパレー
タにおいて、旋回室入口１０に流入したダスト含有ガス
は遠心力でダストを旋回室側壁２の内壁面に分離しなが
ら旋回下降し、仕切り構造体４に達する。ここでダスト
は旋回下降してきたガスの一部と共にダスト濃縮ガスと
してダスト排出空間８を通過して集塵室３に入る。ダス
ト濃縮ガスは集塵室３でダストを分離し、ガスのみが樋
状部材１２の両端解放部から負圧状態にある仕切り構造
体４の中心部に向けて流れ、ガス流通孔５を通過して旋
回室１に戻り、清浄化ガス出口１１から排出される。

旋回室入口１０に流入するダスト含有ガス流量が変化す
る負荷変動時には、移動軸９に接続した仕切り構造体４
を図面の上下方向に移動すれば、リング状のダスト排出
空間８の断面積が変わるので、ダスト濃縮ガス流量を適
正値にすることができる。したがって旋回室入口１０に
生ずる負荷変動時にも高い集塵効率が維持できる。

旋回室１の内径が旋回室１の上部と下部で同一の場合に
は仕切り構造体４の外周部形状が球状の場合であっても
円錐状のものと同じ効果を示す。

旋回室と集塵室との境界部近傍の内壁形状を円錐状とし
た場合には、仕切り構造体４はガス流通孔５のみを設け
た円柱状または円板状のものを用い、仕切り構造体４を
上下移動可能にしておけばリング状ダスト排出空間８の
断面積を変えることができる。

本実施例の効果を明らかにするため、本実施例によるガ
ス循環型サイクロンセパレータを用い、ダスト排出空間
８内を通過するダスト濃縮ガス流量の適正値を求め、そ
の適正値をもとに従来のガス循環型サイクロンセパレー
タとの集塵効率の比較実験を行ったのでその結果を記す
。

第２図は本実施例により、ダスト排出空間８を通過する
ダスト濃縮ガスの適正値を求めたものである。

旋回室人口１０の形状は接線流入型で旋回室１の内径は
８０問、集塵室３の内径は３００ｍｍであり、旋回室１
と集塵室３の間に設けた仕切り構造体４は上端直径６０
ｍｍ、下端直径９０ｍｍの外周部がテーパ面を有し、中
心にガス流通孔５を設け、上下移動できるものである。

これを上下移動させてダスト濃縮ガス流量割合を変化さ
せ集塵効率の関係を測定した。実験条件は空気に平均粒
径２０μｍのチャー微粉を添加し、ダスト濃度２０ｇ／
Ｎｍ’にしたものを、旋回室人口１０へ８ＯＮｍ’／ｈ
の流量（旋回室入口１０での流速を２０ｍ／Ｓ）で供給
した。

第２図から明らかなように旋回室人口１０でのダスト含
有ガス流量の３〜６％がダスト含有ガスとしてダスト排
出空間８を通過した時には、約９５％の集塵効率を示し
、ダスト排出空間８を通過するダスト濃縮ガス流量の適
正値は、旋回室人口１０での流量の３〜６％であること
が明らかになった。

そこで、この結果をもとに本実施例と従来例の装置とで
集塵効率の比較実験を実施し、第３図にその結果を示し
た６ 本実施例の寸法形状は前記の第２図の場合と同−であり
、ダスト排出空間８を通過するダスト濃縮ガス流量が常
に前記の適正値になるように仕切り構造体４の位置を操
作した。これに対し、従来例の場合は旋回室入口形状、
旋回室内径、集塵室内径は本実施例の装置と同一であり
、仕切り構造体は平板に内径３ｍｍのダスト排出孔を１
６個、内径１０問φのガス流通孔の１個をそれぞれ設け
たものを旋回室と集塵室間に固定したものである。

実験条件は空気に平均粒径２０μｍのチャー微粉を添加
し、ダスト濃度２０！？／Ｎｍ３にしたものを旋回室人
口１０へ供給し、旋回室入口流量を２ＯＮｍ’／ｈから
１６ＯＮｍコ／ｈまで変化させ、（入口流速５〜４０　
ｍ　／　ｓ　）たちのである。

第３図で明らかなように旋回室人口１０での流速の３〜
６％がダスト濃縮ガスとしてダスト排出空間８を通過す
るように仕切り構造体４を上下移動した本実施例による
集塵効率Ａは、入口流速２０　ｍ　／　ｓでは、従来型
の集塵効率Ｂとほぼ同じである。しかし、それ以外の入
口流速の領域、すなわち、旋回室人口１０での流量が８
ＯＮｍ’／ｈ以外の領域では本実施例による集塵効率Ａ
は従来例のものの集塵効率Ｂよりもはるかに高く、しが
ちほぼ一定の９５％を示している。

このように本発明によれば旋回室入口に流入するダスト
含有ガス流量が変化した負荷変動時にもダスト排出孔を
通過するダスト濃縮ガス流量を適正値にすることができ
、はぼ一定の高い集塵効率が維持され、従来型のガス循
環型サイクロンセパレータよりもすぐれた性能を発揮す
ることが実証された。

また、上記実施例の仕切り構造体４に代えて、中心部に
ガス流通孔を形成し、周辺部に複数のダスト排出孔を形
成し、その一部もしくは全部に開閉可能なシャッターを
設けた仕切り構造体を旋回室ｌとＳ塵室３との境界部に
固定して用いることもできる。

これらダスト排出空間（ダスト排出孔〉８の断面積の調
整はサイクロンセパレータの旋回室入口１０に設けたダ
スト含有ガス流量計１５と、該流量計１５の検出値に応
じてダスト排出空間８のダスト含有ガス流通断面積を調
整するダスト排出空間調整手段１６とにより行う。

上記ガス循環型サイクロンセパレータを炭素微粉原料ガ
ス化炉から生成するダスト含有ガス流路に設けられるろ
過集塵器の前段に配置することによりろ過集塵器と上−
記ガス循環型サイクロンセパレータとで集塵を行うこと
ができ、炭素微粉原料ガス化炉から生成するダスＩ・含
有ガスの精製効率が向上する。

［発明の効果コ このように、本発明によれば旋回室と集塵室との境界部
近傍に設けた仕切り構造体を移動することにより、ある
いは、旋回室と集塵室との境界部近傍に固定して設けた
仕切り構造体の複数のダスト排出孔を開閉制御すること
により、ダスト排出空間を通過して集塵室へ入るダスト
濃縮ガス流量を変化させ、容易に適正値にすることがで
きる。

このため、旋回室入口に負荷変動が生じても、高い集塵
効率を保ちながら、かつ、集塵効率を一定に維持するこ
とができる。

ダスト排出空間の断面積を変える手段としてはその用途
によって、あるいは使用箇所に応じて、種々の仕切り構
造体を、又は、旋回室と集塵室との境界部形状を採用す
ることができる。

また、ダスＩ・排出空間の断面積の大きさはガス流量計
の計測値に基づき作動するダスト排出空間調整手段によ
り自動的に調整すれば負荷変動に迅速に対応できる。

さらに、炭素微粉原料ガス化炉から生成するダスト含有
ガス流路に設けられるろ過集塵器の前段にガス循環型サ
イクロンセパレータを配置することにより、ろ過集塵器
での負担が軽くなり、より精密な集塵効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるガス循環型サイクロ
ンセパレータの縦断面図、第２図は本発明によるダス［
〜排出空間を通過するゲスｌ−濃縮ガス流量の測定図、
第３図は本発明と従来のガス循環型サイクロンセパレー
タによる負荷変動時の集塵効率の比較図、第４図は従来
例のガス循環型すイクロンセパレータの断面図である。 １・・・旋回室、 ３・・・集塵室、 ５・・・ガス流通孔、 ８・・・ダスト排出空間、 １０・・・旋回室入口 ２・・・旋回室側壁、 ４・・・仕切り構造体、 ７・・・外周部、 ９・・・移動軸、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）流入ダスト含有ガスを旋回させながら、ダストを
   分離する旋回室と、旋回室に連なる分離ダストが流入す
   る集塵室と、旋回室と集塵室との境界部近傍に集塵室に
   流入したダスト除去清浄ガスを旋回室に戻すガス流通孔
   を中心部に形成し、かつ、周辺部に断面積を可変し得る
   ダスト排出空間を持つ仕切り構造体と、を設けたことを
   特徴とするガス循環型サイクロンセパレータ。
2. （２）中心部にガス流通孔を形成し、外周部形状を円錐
   状または球状とし、外周部表面と、旋回室と集塵室との
   境界部近傍の円筒状の内壁との間にダスト排出空間を形
   成させ得る移動可能な仕切り構造体を用いたことを特徴
   とする請求項１記載のガス循環型サイクロンセパレータ
   。
3. （３）中心部にガス流通孔を形成し、外周部形状を円板
   状または円柱状とし、外周部表面と、旋回室と集塵室と
   の境界部近傍の円錐状の内壁との間にダスト排出空間を
   形成させ得る移動可能な仕切り構造体を用いることを特
   徴とする請求項１記載のガス循環型サイクロンセパレー
   タ。
4. （４）旋回室と集塵室との境界部近傍に固定し、中心部
   にガス流通孔を形成し、周辺部に複数のダスト排出孔を
   形成し、ダスト排出孔の一部もしくは全部に開閉可能な
   シャッターを設けた仕切り構造体を用いることを特徴と
   する請求項１記載のガス循環型サイクロンセパレータ。
5. （５）請求項１記載のガス循環型サイクロンセパレータ
   のダスト含有ガス入口にダスト含有ガス流量計を設け、
   該流量計の検出値に応じてダスト排出空間のダスト含有
   ガス流通断面積を調整するダスト排出空間調整手段を設
   けたことを特徴とするガス循環型サイクロンセパレータ
   の集塵量制御装置。
6. （６）炭素微粉原料ガス化炉から生成するダスト含有ガ
   スの流路に設けられるろ過集塵器の前段に請求項１記載
   のガス循環型サイクロンセパレータを配置することを特
   徴とする炭素微粉原料ガス化炉から生成するダスト含有
   ガスの精製装置。