JPH05507236A - 改良型コンパクト複合粒子コレクタ（ｃｏｈｐａｃ） - 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】 改良型コンパクト複合粒子コレクタ（ＣＯＲＰＡＣ）珠亜ａ野 この発明は汚染コントロールすなわち粒状物の除去（濾過）に関する。さらに詳 しくは、この発明は煙道ガスからフライアッシュその他の粒状物質の除去に関す る。

背景珠酉 静電プレシビテータの製造及び使用に関する技術についてはよく知られている。

また、バッグハウス等のバリアフィルタの製造及び使用に関する技術についても よく知られている。さらに、粒子を帯電させる技術もよく知られており、また、 帯電された粒子が過度の圧力降下を起こすことなくバリアフィルタ内に捕集され 得ること、及び帯電された粒子は同じ濾過速度で捕集された帯電されていない粒 子に比べて放出性が高いこともよく知られている。

たとえば、１９７５年１０月２８日に特許されたリード（Ｒｅｅｄ）外の米国特 許第３．９１５．６７６号には、静電集塵機が開示されている。この集塵機にお いては、汚れたガスは静電プレシビテータに通され、そこでガスに含まれる大部 分の粒状物質が除去される。ガスはその後金属スクリーン及び誘電材を有するフ ィルタに通される。このフィルタには電界がかけられフィルタ内でより有孔度の 高い材料が使用できるよっになっている。このフィルタは帯電された細かい粒子 を捕集できるように有孔性の誘電材で形成されている。フィルタ及びプレシビテ ータは同心管状の配置をとるように設計され、汚れたガスは管の中心から外側に 向けて流される。

１９７９年４月３日に特許されたゴナズ（Ｇｏｎａｓ　）外の米国特許第４．１ ４７．５２２号においては、汚れたガスは管状のプレンビテータに通された後、 そのプレシピテータの管に連続するフィルターチューブに直接導かれる。粒子は 帯電されており、プレシピテータに対して電位的に中立状態の布製のフィルタに よって捕集される。

しかしながら、粒子の大部分は静電プレシピテータ内に捕集されている。また、 布製のフィルタには電荷は付与されていない。プレシビテータ及びフィルターチ ューブの清掃は短時間のエアー噴射によって同時に行われる。

１９８２年ｌＯ月１９日に特許されたりｖ−（Ｋｕｍａｒ）外の米国特許第４． ３５４．８５８号においては、ガス中の帯電された粒子は濾材によってガス中か ら除去される。この濾材はガス中から予め取り出されて有孔性の支持構造体上に 集められた帯電粒子から構成された多孔性ケーキを含む。

１９８２年１１月２日に特許されたヘルツリッチ（Ｈｅｌｆｒｉｔｃｈ　）外の 米国特許第４．３５７゜１５１号には、最初に汚れたガスをカートリッジ式の機 械的フィルタの間の空間に配置されたコロナ放電電極に流す装置が開示されてい る。なお、機械的フィルタはプリーツ加工紙等の有孔性の誘電材で形成された濾 材を有する。汚れたガス中におけるコロナ放電の領域はフィルタの上流にあるの で、粒子の捕集効率が向上することに加えて、機械的フィルタ内における圧力低 下も小さい。

１９８３年ｌＯ月２５日に特許されたフォーガック（Ｆｏｒｇａｃ）の米国特許 第４．４１１．６７４号には、遠心分離器が開示されている。この分離器におい ては、大部分の粉塵がバッグフィルタに続〈従来の方法によって汚れた空気中か ら除去される。粒子状物質は絶えずバッグフィルタ装置から除去され、遠心分離 器へ再循環される。

１９３２年４月１２日に特許されたアンダーソン（Ａｎｄｅｒｓｏｎ）の米国特 許第１．８５３．３９３号には、静電界を用いてガス流中の細かい粒状物質を集 めて集塊を形成させ、下流に設けたバリアーフィルタによってその集塊を捕集す る方法が開示されている。

このアンダーソンの特許（’３９３）によれば、ガス流中の粒状物質に電荷を付 与するとそれらの粒状物質が集まって集塊が形成されるため、濾過効率が向上さ れる。

なお、アンダーソンの方法（’　３９３）は最初に大部分の粒状物質を捕集する という技術ではない（第３頁、左欄、第２８−３３行参照）。

日本国特許第３．１７６、９０９号には、静電プレシビテータ内でフライアッシ ュを沈降させた後、その下流のバッグハウス内で未燃焼カーボン粒子を捕集する 装置が開示されている。これによれば未燃焼のカーボンの低抵抗率（抵抗率が低 いと、静電プレシピテータでの捕集が極めて困難である）が補われるので、脱窒 プラントを別途設ける必要はない。この日本国特許（’　９０９）は下流のバッ グハウスでの捕集効率を改善するために粒状物質に付与される残留電荷を使用し ていない。また、日本国特許（’　９０９）の装置は残留電荷を付与することは ない（その理白は、抵抗率の低いカーボンはプレシビテータを容易に通過してし まうと考えられるからである）。

上記の各特許においては、発明者はガス流中の粒子を事前に機械的に捕集するか 事前に電荷付与することによって、圧力低下を少なくするとともにバリアーフィ ルタからの放出を少なくする方法を開示している。

一方、本願発明は下記の三つの特徴的事項を採用することによって、従来の静電 プレンピテータの捕集効率を改善している。

］、バリアーフィルタを使用して静電プレンビテータの機能を向上させている。

このプレンビテータは煙道ガスから粒状物質の９０−９９％を除去することがで きる。粒子濃度が低下されることにより、フィルタの効率が向上し、結果的にシ ステム全体としての捕集効率が向上する。

２、未捕集の粒状物質に対する残留静電荷の効果を得るために、バリアーフィル タは静電プレシビテータのできるだけ近くに配置される。フィルタがプレシピテ ータに近くなればなるほど、プレシピテータの有効領域において付与される残留 電荷が増大する。さらに、残存粒状物質のもつ残留電荷はバリアーフィルタの捕 集効率を増大させる。

３、このシステムは規制許容範囲（ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｌｉａｎｃ ｅ　）を十分に維持しつつ極めて速い流速で運転される。このことは上記二つの 特徴的事項によって可能になるものであり、そして、それはバリアーフィルタの サイズを正確に設定して流速を増大させることによって達成される。上記全ての 特許においては、発明者はガス流中の粒子を事前に機械的に捕集するか事前に電 荷付与することによって、圧力低下を少なくするとともにバリアーフィルタから の放出を少なくする方法を探しめている。

チャン（Ｃｈａｎｇ）の米国特許第５．０２４．６８１号においても、上記のこ とは達成されているが、そのために静電プレシピテータの下流にバッグハウスを 連結するという手段が用いられている。これは、ダクトの改修（ｒｅｔｒｏｆｉ ｔ　ｄｕｃｔ　ｗｏｒｋ）に伴う多額の費用を必要とする。また、このような手 段を用いた場合、排出された粒状物質がもつ残留電荷を十分に捕捉するためにバ ッグハウスを静電プレシピテータのすぐ近くに配置することが困難な場合が多い 。

この発明は静電プレンピテータ自体を改良することによって、これらの問題点あ るとともに、事前電荷付与ユニットはこれらの間に配置可能である。

主服ΩＭ丞 この発明は、煙突に連結された既存の静電プレシピテータを有する燃焼源から排 出される煙道ガス中の粒状物質のレトロフィツト濾過方法であって、静電プレシ ビテータ内の複数のフィールドから最終フィールドを取り除く段階と、最終フィ ールドを取り除くことによって静電プレシビテータ内に形成された空間にバリア ーフィルタを挿入する段階とを有し、バリアーフィルタにおいて、毎秒４．０６ −２０．３２　ｃｍ　（８−４０ｆｔ／ｍ１ｎ）の範囲の速い濾過速度で粒状物 質が捕集され、さらに静電プレンビテータによって付与された残留電荷が事実上 消失される前に粒状物質が静電プレシビテータから排出される方法である。

この発明は、上記方法を実施するための装置であって、煙道ガス中の粒状物質の ９０−９９％を除去するためのマルチフィールド静電プレシビテータと、バリア ーフィルタとを有し、静電プレシビテータによって煙道ガス中の残存粒状物質に 対して残留静電荷が付与され、静電プレシビテータは少なくとも一つの除去され たフィールドを有し、バリアーフィルタは少なくとも一つの除去されたフィール ドによって空けられた空間内に配置されるとともに静電プレシピテータに対して 流体連結され、バリアーフィルタによって煙道ガスが毎秒４．０６−２０．３２ 　ｃｍ　（８−４０ｆ　ｔ／ｍ１ｎ）の範囲の速い濾過速度で濾過され、さらに 静電プレシピテータによって付与された静電荷が事実上消失する前に、煙道ガス 中に排出された残存粒状物質がバリアーフィルタによって捕集される装置である 。

上記方法及び装置においては、プレシピテータの上流側のフィールドによって大 部分の粒状物質が煙道ガスから除去され、煙道ガス中に残された残存粒状物質が バリアーフィルタによって除去される。バリアーフィルタは静電プレシビテータ 内に配置されているので、バリアーフィルタへと漏れ出る粒状物質はピーク残留 電荷ををしている。保存されている電荷はシステムの捕集効率を著しく増大させ る。このため、規制許容範囲を十分に維持しつつ極めて速い流速でシステムを運 転することができる。

この発明の別の実施例においては、煙道ガスから粒状物質を除去する方法が開示 されている。この方法は、煙道ガスを静電プレシビテータに流し、そこから排出 される残存粒状物質に対して残留静電荷を付与する段階と、静電プレシピテータ から排出された煙道ガスをその静電プレシビテータの下流に配置された事前電荷 付与装置に流し、付加静電荷を付与する段階と、煙道ガスを事前電荷付与装置の 下流に配置されたバリアーフィルタに毎秒４．０６−２０．３２　ｃｍ　（８− ４０ｆｔ／ｍ１ｎ）の範囲の高速の濾過速度で流し、そのバリアーフィルタにお いて、静電プレシピテータ及び事前電荷付与装置によって付与された静電荷が事 実上消失する前に、残存粒状物質を回収する段階とを有する。

上記別の実施例は次のような装置も含む。この装置は、煙道ガス中の粒状物質の ９　（１−９９％を除去するための静電プレシピテータと、静電プレシピテータ に対して流体連通した状態でこの静電プレシビテータの下流に配置された事前電 荷付与装置と、この事前電荷付与装置に対して流体連通した状態でこの事前電荷 付与装置の下流に配置されたバリアーフィルタとを有し、静電プレシビテータに よってそこから排出される煙道ガス中の残存粒状物質に対して残留静電荷が付与 され、事前電荷付与装置によって残存粒状物質に対して付加静電荷が付与され、 バリアーフィルタによって煙道ガスが毎秒４．０６−２０．３２　ｃｍ　（８− ４０ｆｔ／ｍ１ｎ）の範囲の高速の濾過速度で濾過され、それによって、静電プ レシビテータ及び事前電荷付与装置によって付与された静電荷が事実上消失する 前に、煙道ガス中に排出された残存粒状物質がバリアーフィルタにおいて捕集さ れる装置である。

上記発明は、粒子濃度が低い場合及び残存粒状物質に残留静電荷が場合のいずれ の場合でも十分に適用できる。

図面の簡単な説明 図１はこの発明の一実施例における煙道ガス処理システムブロック図である。

図２はバリアーフィルタにおける圧力降下に及ぼされる低粒子濃度及び粒子の帯 電の影響を示す図である。

図３はバリアーフィルタにおける粒子通過に及ぼされる濾過速度及び粒子帯電の 影響を示す図である。

図４は図１のプレチャージングユニット４０の一例を示す。

図５は静電プレシピテータ３４とバリアフィルタ４４との間に配置されたプレチ ャージングユニット４０を有する第２の実施例を示す。

図６及び図７はそれぞれ、この発明の第２の実施例におけるマルチフィールドプ レンビテータの最後のフィールドを従来のバッグハウスで置き換えた実施例の平 面図及び側面図である。

この発明を実施するための好適な態様 図面を参照して説明する。図１はこの発明の第１実施例の煙道ガス処理システム １０のブロック図を示している。この煙道ガス処理システム１０は通常化石燃料 火力発電所（ｕｔｉｌｉｔｙ　ｆｏｓｓｉｌ−ｆｕｅｌ　ｆｉｒｅｄ　ｐｏｗｅ ｒ　ｐｌａｎｔ　）で使用されている形式のボイラ１２から排出される煙道ガス の処理を目的とするものである。なお、この発明はこれに限らずガス中の粒子制 御を必要とするいかなるプロセスにも等しく適用可能である。燃料供給源１８か ら供給される燃料は、たとえば石炭、石油、廃棄物から得られた燃料（ＲＤＦ） 又は固形都市廃棄物（ＭＳＷ）である。

ボイラ１２にはインレットダクト２２を通じて空気２Ｇが供給される。ボイラ１ ２は空気によって燃料１４を燃焼させて煙道ガス２４を生成させる。この煙道ガ ス２４はアウトレットダクト２６を通じてボイラ１２から排出される。また、ボ イラ１２は燃料１４の燃焼によってボイラ１２内に発生した熱を蒸気の形で除去 するためのウォーターインレットパイプ２８及びスチームアウトレットパイプ３ ０を有する。

煙道ガス２４は空気と気体状の燃焼生成物とを含む。燃焼生成物の成分としては 、水蒸気、二酸化炭素、ハロゲン化物、揮発性有機化合物、微量の金属蒸気、硫 黄酸化物、窒素酸化物、及び空気の成分である酸素、窒素等が挙げられる。煙道 ガス２４は未燃焼及び不完全燃焼の燃料粒子も含んでいる。これらの燃料粒子と しては、燃料の無機酸化物（フライアッシュとして知られている）、炭素粒子、 微量の金属、集塊等が挙げられる。さらに、煙道ガス２４はハロゲン化物、微量 の金属蒸気等の気相汚染物や硫黄酸化物を除去するための除去剤１９の添加によ って生成される粒子も含んでいる。なお、この除去剤１９はダクト２１を通して ボイラ１２内へ、ダクト２６内へ、あるいはプレンビテータ（集塵器）３４の上 流に位置するダクト２３を通じて反応器Ｉ７内へそれぞれ添加される。ダクト２ １．２６．２３は、これら各ダクト用に選択された除去剤１９にとって必要があ れば、固形物質を搬送することもできる。気相汚染物や硫黄酸化物を除去するた めの除去剤１９としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム 、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等が挙げられる。

煙道ガス２４はダクト２６及び反応器１７を通り、さらに煙道ガス２５となって ダクト２７を通り、静電プレシビテータ３４のインレットへと導かれる。静電プ レシピテータ３４は粒子を帯電させ、このプレシビテータ３４内に配置された電 極上に粒子を集積させる。反応器１７内で除去剤１９と煙道ガス２４とが化学反 応を起こし、処理された煙道ガス２５が生成される。静電プレシビテータ３４に おいては、粒子や粒状物質の９０−９９．９％が除去される。したがって、煙道 ガス２４は処理された煙道ガス３６として静電プレシピテータ３４から排出され 、アウトレットダクト３８内へと導かれる。この処理された煙道ガス３６は大雑 把に言って元の煙道ガス２４に含まれる粒子又は粒状物質のＯ，１−１０九を含 み、また、静電プレシピテータ３４からそれに対して付与された静電荷のうちの 一定量を含む。これらの粒子は静電プレシピテータによって回収されずにアウト レットダクト３８内へと排出される。

静電プレシビテータ３４から排出される煙道ガス３６はその粒子濃度がそのプレ ンピテータによって著しく減少されており、プレシビテータによって付与された 残留電荷を含む。このような特性により、極めて高い効率の濾過が可能になって いる。

たとえば、バリアーフィルタにおける圧力降下に及ぼされる低粒子濃度及び粒子 の帯電の影響を示す予想図か図２に示されている。図２の曲線６０は、煙道ガス が静電プレシビテータ３４によって予め濾過されることなくボイラ１２（図１） から粒子を濾過するバリアーフィルタに直接導かれた場合における圧力降下を示 す。曲線６１は、煙道ガスに含まれる大部分の粒子が静電プレンビテータ３４に よって除去されてからバリアーフィルタ４４に導かれ、かつバリアーフィルタ４ ４にはいる粒子か帯電していない場合において何が起こり得るかを示す。まにど のようなことが起こり得るかを示す。図２の曲線６０−６２における各点６３． ６４．６５はバリアーフィルタにおいて等しい圧力降下が現れる点である。

電もされていない煙道ガスを濾過するバリアーフィルタは、毎秒２．０３ｃｍ　 （４ｆｔ／されるように濾過速度の上昇とともに増加するが、曲線８１で示され るように粒子の荷電によって著しく増加する。したがって、静電プレシビテータ から排出される帯電粒子は、バリアーフィルタからの放出を増大させることなく 、速い濾過速度で濾過され得る。粒子に帯電された電荷及び粒子荷電は低いので 、下流の）くリアーフィルタ４４のサイズを調節して、毎秒４．０６−２０．３ ２　ｃｍ　（８−４０ｆｔ／ｍ１ｎ）の範囲の濾過速度（エアーツークローズ比 とも呼ばれる）で煙道ガス３６を濾過できるようにすることができる。

上記の利点はバリアーフィルタの付近に静電プレシビテータ３４を設けたことに よるものである。したがって、バリアーフィルタ４４が静電プレシビテータ３４ によって付与された最大残留電荷を保持した状態の粒子を受け取ることができる ように、バリアーフィルタ４４は静電プレシピテータ３４のすぐ近くに配置され るのが望ましい。残念ながら、多くの場合、静電プレシビテータ３４をバリアー フィルタ４４のすぐ近くに配置することは構造上不可能である。そのような場合 には、静電プレシビテータ３４とバリアーフィルタ４４とを連結するダクトを長 くするとともに十分に絶縁される。当然のことながら、静電プレシピテータ３４ において予め帯電された粒子又は粒状物質はその電荷を喪失してからバリアーフ ィルタ４４において捕集される。

図］に示される実施例は上記電荷の損失を補償する。図１においては、事前電荷 付与ユニット４０はバリアーフィルタ４４と一体状に構成されている。

図４は図１のブレチャージング（事前電荷付与）ユニット４０の一例を示す。

ブレチャージングユニット４０は複数の放電電極１００を有する。これらの放電 電極１００は対応する複数の放電導管１０２内に突出している。放電導管１０２ はバリアーフィルタ４４に流体連結されている。放電電極１００は導電プレート １０６に取り付けられている。そして、この導電プレート１０６はその周縁部に 取り付けられた絶縁サポート１０８によって保持されている。放電導管は導電プ レート１０４に取り付けられている。上記各構成部材はいずれもブレチャージン グユニットのハウジング１１０に収容されている。ハウジング１１０はその下方 にダストの排出口１２０を形成している。電圧は導電プレート１０４．１０６の 間に印加される。

作用について説明すると、煙道ガス３６はインレットダクト４２を通じてブレチ ャージングユニット４０内へと導入される。煙道ガス３６は放電導管１０２を通 って上方のバリアーフィルタ４４へと向かう。煙道ガス３６が放電導管１０２内 にある間に、放電電極１００と放電導管１０２とによって静電電荷が印加される 。

もう−農園１を参照すると、バリアーフィルタ４４から排出された煙道ガス４８ はアウトレットダクト５０を通り、さらにファン５２及びダクト５４を経て煙突 ４Ｇのインレットへと導かれる。煙道ガス４８は煙突４Ｇからガス５８として排 出され、雰囲気又は大気中に放出される。

ファン５２はバリアーフィルタ４４からの煙道ガス４８の吸引能力を阻害するそ れ以上の圧力低下を抑制し、バリアーフィルタ４４における表面速度を毎秒４゜ ０６−２０．３２　ａｍ　（８−４０ｆｔ／ｍ１ｎ）の範囲に維持する。ファン ５２のもう一つの機能は煙道ガス３６．２４を静電プレシピテータ３４及びボイ ラ１２からそれぞれ吸引することである。ファン５２はさらに煙道ガス４８をダ クト５４を通じて移動させ、煙突４６からガス５８として放出させる機能も有す る。

上記装置の効果として、バリアーフィルタ４４の効率が最大になる点が挙げられ る。これは、静電プレシビテータ３４によって付与された残留電荷（ダクト３８ に向かって消散する）がブレチャージングユニット４０によって補充されるから である。

別の実施例においては、ブレチャージングユニット４０はその位置を変更するこ とも可能である。たとえば、この発明の第２実施例を示す図５においては、ブレ チャージングユニット４０は静電プレシビテータ３４とバリアーフィルタ４４と の間に配置されている。そして、ブレチャージングユニット４０のインプットは ダクト３８を介して静電プレシビテータに連結され、ブレチャージングユニット ４０のアウトプットはダクト４２を介してバリアーフィルタ４４に連結されてい る。このプ１ノチャージングユニット４０の作用は上記のものと同一である。

好ましいバリアーフィルタ４４の例としては、パルスジェット（ｐｕｌｓｅ−ｊ ｅｔ　）式、逆流式、あるいはシェイクデフレイト（ｓｈａｋｅ−ｄｅｆｌａｔ ｅ　）式のバッグハウスが挙げられる。これらは、バッグフィルタの表面に蓄積 されたダストケーキ（ｄｕｓｔ　ｃａｋｅ　）を周期的に除去できるものである 。静電プレシビテータ３４及びバリアーフィルタ４４は別の装置であるので、そ れぞれ別個に清掃することができる。バリアーフィルタ４４を毎秒４．０６−２ ０．３２　ｃｍ　（８−４０ｆｔ／ｍ１ｎ）の範囲の高速の表面速度で運転する ことによって、バリアーフィルタの寸法を従来のバリアーフィルタの寸法に比べ て著しく小さくすれば、バリアーフィルタ４４及びブレチャージングユニット４ ０を既存のボイラ系のうちの静電プレシビテータ３４と煙突４６との間に配置す る（レトロフィツトさせる）ことができる。このため、事実上の製造コスト（ｃ ａｐｉｔａｌ　ｃｏｓＤ及び取り付はコストが低減されるとともに取りつけ面積 も非常に小さくて済む。

上記の目的及びその他の目的を達成するためのこの発明の別の実施例が図６及び ７に示されている。この実施例は簡略化された煙道ガス処理システムであり、よ り大型の静電プレシピテータ（すなわち、複数の静電フィールドを発生し得るも の）を有する。なお、この静電プレシピテータ３４の最終フィールド（ｌａｓｔ ｆｉｅｌｄ　）は省略し、代わりに従来のバッグハウスを取り付けてもよい。静 電プレシビテータ３４から排出される煙道ガス３６に含まれる粒子濃度は低く、 プレシピテータによって残留静電荷が付与されているので、極めて速い濾過速度 でバッグハウスを運転することができる。このため、バッグハウスを非常にコン パクトに設計することができる。図６に示されるように、プレシピテータ３４の 一つのフィールドを省略することによって形成された空間にコンパクトなバッグ ハウス４４をレトロフィトさせることができる。この場合、両者間を相互連結す るダクトは不要である。なお、図７は図６のレトロフィツト装置（改良装置）の 側面図である１３ 以上、この発明の基本概念を反映させた好ましい実施例及びその変形例について 詳しく説明したが、当業者であれば、この発明の基本概念を理解することにより 、上記実施例をさらに変更することも可能である。したがって、添付の請求の範 囲内においては、この発明はここに記載された以外の態様で実施され得るもので ある。

童遼」ｙ遥釦豆性 現在のところ、およそ１２００の石炭火力発電所があり、これらの発電所の代表 的な発電能力は３３０．ＯＯＯＭＷＥ（メガワット）である。そして、これらの 発電所には静電プレシピテータが取り付けられている。このプレシピテータは煙 道ガス中のフライアッシュの９０−９９．９％を除去することができる。しかし ながら、煙道ガスから放出される二酸化硫黄をコントロールするための現行の規 格では、燃料のタイプを切り換える（硫黄含有量の多い石炭から硫黄含有量の少 ない石炭への切り換え）装置を投けるか、プレシビテータの上流側に二酸化硫黄 調節装置を配置する必要がある。ところが、燃料切り換え装置を設けたり、プレ ンビテータの上流側に二酸化硫黄調節装置を配置すると、一般にフライアッシュ の特性が変化するとともにプレシビテータにおける回収能力が低下し、煙突から 放出される粒子の量も増大する。さらに、粒子放出基準は次第に厳格になる傾向 にある。このように次第に厳しくなる環境基準に直面するに至り、事業関係者は 低コストでプレシビテータの性能を向上させることのできるレトロフィツト手段 を捜しめている。

一つの手段は、現行のプレシピテータをバッグハウス又はバリアーフィルタ又は 従来の装置（ｄｅｓ　ｉｇｎ）で置換することである。なお、従来の装置とは煙 道ガスからフライアッシュを回収するためのプレシピテータに代わるものとして 一般に受け入れられているものである。従来の装置は低比（ｌｏｗ−ｒａｔｉｏ 　）バッグハウス（リバースガス、音波アシストリバースガス及びンエイクデフ レート）及び高比（ｈｉｇｈ−ｒａｔ　ｉｏ）パルスジェットバッグハウスとし て類別される。低比バッグハウスは一般に毎秒０．７６−１．２７　ａｍ　（１ ，５−２，５ｆｔ／ａ＋ｉｎ　）の範囲の濾過速度で運転される。

なお、濾過速度はエアーツークローズ比、有効濾過領域の単位当たりの煙道ガス の体積流員（又は１平方フイートの濾過領域を一分間に流れる煙道ガスを立方フ ィートで表した体積）として定義されることもある。また、高比バッグノ＼ウス は一般に毎秒１．５２−２．５４　ｃｍ　（３−５ｆｔ／ｍｉｎ　）の範囲の濾 過速度で運転される。バッグハウスはフライアッシュの特性とは無関係に極めて 高い回収効率（９９，９％以上）を有する。しかしながら、バッグハウスはその 濾過速度が低いために、大型化を余儀なくされ、広い設置スペースが必要となる だけでなく、製造コストも高くなる。そのため、このようなバッグハウスは既存 のプレシビテータの代替装置としての魅力に欠ける。フィルターバッグでの濾過 速度を増大させることによってその寸法の縮小を図れば、許容範囲以上の著しい 圧力低下及び粒子放出率をもたらすことになる。また、フィルターバッグの目詰 まり（ｂｌｉｎｄｉｎｇ）−粒子がフィルタ内に深く埋没し、流速が著しく低下 した状態−の可能性もある。

商業ベースでは、ガス流内の粒子を機械的に事前回収する操作とブレチャージン グ操作とを組み合わせることによって、バリアーフィルタにおける圧力低下及び 粒子放出率の低下を図ることが望ましい。

この発明は従来の静電プレンビテータの下流に配置されるバリアーフィルタと、 この静電プレシビテータとバリアーフィルタとの間に配置されたブレチャージン グ装置とを併用することによって、両方の目的を達成している。さらに、この発 明は従来の静電プレシビテータと同等の効果を発揮するレトロフィツト装置を提 供する。このレトロフィツト装置は複数フィールドを有するプレシビテータの最 終フィールドを従来のバッグハウスで置換したものである。

濾過速度（ｆｔ／ｍ１ｎ） 濾過速度（ｆｔ／ｍ１ｎ） Ｆ／Ｇ、３ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、７ 要約書 ガスから粒状物質を効率的に除去するための方法及び装置が示されている。この 場合において、静電プレシビテータ（３４）内にバリアーフィルタ（４４）（た とえば、バッグハウス）が合体されている。別の実施例においては、静電プレシ ピテータ（３４）とバリアーフィルタ（４４）（すなわち、バッグハウス）が− 列に配置され、その間にプレチャージング装置（４０）が配置されている。

この一連の配列により、毎秒０．７６−２．５４　ｃｍ　（１，５−５ｆｔ／ｍ ｉｎ　）に対して毎秒４．０６−２０、３２　ｃｍ　（８−４０ｆｔ／ｍ１ｎ） という著しく速い濾過速度でバリアーフィルタ（４４）を運転することが可能に なるとともに、バリアーフィルタ（４４）の寸法を非常に小さくすることができ る。プレチャージング装置（４０）は静電プレシピテータ（３４）から排出され る粒状物質に対して付加静電荷を付与するとともに、絶縁が不十分な長い導管内 で失われた電荷を補充する。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項）

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. １．煙道ガスから粒状物質を除去する方法であって、前記煙道ガスを静電プレシ ピテータに流し、前記粒状物質の９０−９９％を除去するとともに、前記静電プ レシピテータから排出された前記煙道ガス中に残存する粒状物質に対して残留静 電荷を付与する段階と、前記静電プレシピテータから排出された前記煙道ガスを 前記静電プレシピテータの下流に配置されたプレチャージング装置に流し、前記 残存粒状物質に対して付加静電荷を付与する段階と、 前記煙道ガスを前記プレチャージング装置の下流に配置されたバリアーフィルタ に毎秒４．０６−２０．３２ｃｍ（８−４０ｆｔ／ｍｉｎ）の範囲の高速の濾過 速度で流し、前記バリアーフィルタにおいて、前記静電プレシピテータ及び前記 プレチャージング装置によって付与された静電荷が事実上消失する前に、前記静 電プレシピテータから排出された前記煙道ガス中の残存粒状物質を回収する段階 と、を有する方法。
2. ２．前記バリアーフィルタにおける圧力低下が２．５４−３０．４８ｃｍ水柱（ １−１２インチ水柱）の範囲を越えた時点で、前記粒状物質を回収したバリアー フィルタを清掃する段階をさらに有する請求項１に記載の方法。
3. ３．所定の時間間隔で前記バリアーフィルタを清掃する段階をさらに有する請求 項１に記載の方法。
4. ４．前記バリアーフィルタがバッグハウスである請求項１に記載の方法。
5. ５．前記煙道ガスを前記バリアーフィルタからファンを用いて吸引することによ って、前記バリアーフィルタにおける前記煙道ガスの表面速度を維持する段階を さらに有する請求項１に記載の方法。
6. ６．前記プレチャージング装置が前記バリアーフィルタと一体化されている請求 項１に記載の方法。
7. ７．煙突に連結された既存の静電プレシピテータを有する燃焼源から排出される 煙道ガス中の粒状物質のレトロフィット濾過方法であって、前記静電プレシピテ ータに電気的に絶縁された第１のダクトを連結する段階と、前記静電プレシピテ ータから排出された前記煙道ガス中の粒状物質を回収するために、前記静電プレ シピテータの下流に位置する前記ダクトにプレチャージング装置を連結し、前記 プレチャージング装置において、前記静電プレシピテータから排出される前記粒 状物質に対して付加静電荷を付与する段階と、前記プレチャージング装置に電気 的に絶縁された第２のダクトを連結する段階と、 前記プレチャージング装置から排出された前記煙道ガス中の粒状物質を回収する ために、前記プレチャージング装置の下流に位置する前記第２のダクトにバリア ーフィルタを連結し、前記バリアーフィルタにおいて、前記プレチャージング装 置から排出される帯電した粒状物質を回収するとともに、前記静電プレシピチー タ及び前記プレチャージング装置によって前記粒状物質に対して付与された残留 静電荷を保持する段階と、 前記バリアーフィルタにおける煙道ガスの濃過速度を毎秒４．０６−２０．３２ ｃｍ（８−４０ｆｔ／ｍｉｎ）の範囲に維持する段階と、を有する方法。
8. ８．前記バリアーフィルタにおける圧力低下が予め設定された２．５４−３０． ４８ｃｍ水柱（１−１２インチ水柱）の範囲を越えた時点で、前記粒状物質を回 収したバリアーフィルタを清掃して前記粒状物質を除去する段階をさらに有する 請求項７に記載の方法。
9. ９．所定の時間間隔で前記バリアーフィルタを清掃して前記粒状物質を除去する 段階をさらに有する請求項７に記載の方法。
10. １０．前記バリアーフィルタがバッグハウスである請求項７に記載の方法。
11. １１．前記煙道ガスを前記バリアーフィルタからファンを用いて吸引することに よって、前記バリアーフィルタにおける前記煙道ガスの表面速度を維持する段階 をさらに有する請求項７に記載の方法。
12. １２．前記燃焼源が化石燃料ボイラである請求項７に記載の方法。
13. １３．煙突に連結された既存の静電プレシピテータを有する燃焼源から排出され る煙道ガス中の粒状物質のレトロフィット濾過方法であって、前記静電プレシピ テータに電気的に絶縁された第１のダクトを連結する段階と、前記静電プレシピ テータから排出された前記煙道ガス中の粒状物質を回収するために、前記静電プ レシピテータの下流に位置する前記ダクトにプレチャージング装置を連結し、前 記プレチャージング装置において、前記静電プレシピテータから排出される前記 粒状物質に対して付加静電荷を付与する段階と、前記プレチャージング装置から 排出された前記煙道ガス中の粒状物質を回収するために、前記プレチャージング 装置の下流側においてこのプレチャージング装置に対してバリアーフィルタを一 体状に連結し、前記バリアーフィルタにおいて、前記プレチャージング装置から 排出される帯電した粒状物質を回収するとともに、前記静電プレシピテータ及び 前記プレチャージング装置によって前記粒状物質に対して付与された残留静電荷 を保持する段階と、前記バリアーフィルタにおける煙道ガスの濾過速度を毎秒４ ．０６−２０．３２ｃｍ（８−４０ｆｔ／ｍｉｎ）の範囲に維持する段階と、を 有する方法。
14. １４．前記バリアーフィルタにおける圧力低下が予め設定された２．５４−３０ ．４８ｃｍ水柱（１−１２インチ水柱）の範囲を越えた時点で、前記粒状物質を 回収したバリアーフィルタを清掃して前記粒状物質を除去する段階をさらに有す る請求項１３に記載の方法。
15. １５．所定の時間間隔で前記バリアーフィルタを清掃して前記粒状物質を除去す る段階をさらに有する請求項１３に記載の方法。
16. １６．前記バリアーフィルタがバッグハウスである請求項１３に記載の方法。
17. １７．前記煙道ガスを前記バリアーフィルタからファンを用いて吸引することに よって、前記バリアーフィルタにおける前記煙道ガスの表面速度を維持する段階 をさらに有する請求項１３に記載の方法。
18. １８．前記燃焼源が化石燃料ボイラである請求項１３に記載の方法。
19. １９．煙突に連結された既存の複数フィールドから成る静電プレシピテータを有 する燃焼源から排出される煙道ガス中の粒状物質のレトロフィット濾過方法であ って、 前記静電プレシピテータ内の複数のフィールドから最終フィールドを取り除く段 階と、 前記最終フィールドを取り除くことによって前記静電プレシピテータ内に形成さ れた空間にコンパクトなバリアーフィルタを挿入し、前記バリアーフィルタにお いて、毎秒４．０６−２０．３２ｃｍ（８−４０ｆｔ／ｍｉｎ）の範囲の速い濾 過速度で粒状物質を濾過する段階と、 を有し、前記静電プレシピテータの残りのフィールドにおいて、前記煙道ガスか ら大部分の粒状物質が除去されるとともに残存する粒状物質に対して残留電荷が 付与され、さらに前記残留電荷が事実上消失される前に前記残存粒状物質が前記 バリアーフィルタに流される方法。
20. ２０．前記バリアーフィルタがバッグハウスである請求項１９に記載の方法。
21. ２１．前記燃焼源が化石燃料ボイラである請求項１９に記載の方法。
22. ２２．煙道ガスから粒状物質を除去する方法であって、前記煙道ガスを静電プレ シピテータ内の複数の領域に流して前記粒状物質の９０−９９％を除去するとと もに、残存する粒状物質に対して残留電荷を付与する第１の段階と、 前記煙道ガスを前記静電プレシピテータの内部に配置されたバリアーフィルタに 毎秒４．０６−２０．３２ｃｍ（８−４０ｆｔ／ｍｉｎ）の範囲の高速の濾過速 度で流す第２の段階と、 を有し、前記残留電荷が事実上消失する前に前記バリアーフィルタにおいて帯電 した残存粒状物質が捕集される方法。
23. ２３．前記バリアーフィルタがバッグハウスである請求項２２に記載の方法。
24. ２４．前記燃焼源が化石燃料ボイラである請求項２２に記載の方法。
25. ２５．煙道ガスから粒状物質を除去する装置であって、前記煙道ガス中の粒状物 質の９０−９９％を除去するための静電プレシピテータと、 前記静電プレシピテータに対して流体連通した状態でこの静電プレシピテータの 下流に配置されたプレチャージング装置と、前記プレチャージング装置に対して 流体連通した状態でこのプレチャージング装置の下流に配置されたバリアーフィ ルタと、を有し、前記静電プレシピテータによってそこから排出される煙道ガス 中の残存粒状物質に対して残留静電荷が付与され、前記プレチャージング装置に よって前記残存粒状物質に対して付加静電荷が付与され、前記バリアーフィルタ によって前記煙道ガスが毎秒４．０６−２０．３２ｃｍ（８−４０ｆｔ／ｍｉｎ ）の範囲の高速の濾過速度で濾過され、それによって、前記静電プレシピテータ 及び前記プレチャージング装置によって付与された静電荷が事実上消失する前に 、前記静電プレシピテータから排出された前記煙道ガス中の残存粒状物質が前記 バリアーフィルタにおいて捕集される装置。
26. ２６．前記バリアーフィルタが前記プレチャージング装置と一体状に形成されて いる請求項２５に記載の方法。
27. ２７．煙道ガスから粒状物質を除去する装置であって、前記煙道ガス中の粒状物 質の９０−９９％を除去するための複数のフィールドを有するマルチフィールド 静電プレシピテータと、バリアーフィルタと、 を有し、前記静電プレシピテータによって前記煙道ガス中の残存粒状物質に対し て残留静電荷が付与され、前記静電プレシピテータは少なくとも一つの除去され たフィールドを有し、前記バリアーフィルタは前記少なくとも一つの除去された フィールドによって空けられた空間内に配置され、前記バリアーフィルタによっ て前記煙道ガスが毎秒４．０６−２０．３２ｃｍ（８−４０ｆｔ／ｍｉｎ）の範 囲の速い濾過速度で濾過され、さらに前記複数のフィールドによって付与された 静電荷が事実上消失する前に、前記バリアーフィルタによって残存粒状物質が捕 集される装置。
28. ２８．前記バリアーフィルタがバッグハウスである請求項２７に記載の方法。