JPH06134238A - 高温ガスの浄化方法と高温ガス用除塵装置 - Google Patents

高温ガスの浄化方法と高温ガス用除塵装置

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JPH06134238A
JPH06134238A JP4316220A JP31622092A JPH06134238A JP H06134238 A JPH06134238 A JP H06134238A JP 4316220 A JP4316220 A JP 4316220A JP 31622092 A JP31622092 A JP 31622092A JP H06134238 A JPH06134238 A JP H06134238A
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gas
temperature gas
high temperature
heat storage
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JP4316220A
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Noriyuki Oda
紀之 織田
Katsumi Azuma
勝美 東
Juhani Isaksson
イサクソン ユハニ
Tiens Juha
ティエンス ユハ
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Ahlstrom Corp
AGC Inc
Original Assignee
Ahlstrom Corp
Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】燃焼やガス化などで排出される４００℃以上の
高温ガス、特に加圧された高温ガス、を浄化するガス浄
化装置中のセラミックスフィルタなどのガス浄化手段
が、高温ガスの急激な温度変化により熱損傷するのを防
止し、装置の信頼性を確保し浄化機能をフルに発揮させ
る。 【構成】高温ガスを、高温ガスと接触するように蓄熱体
９が収容されている温度安定化室２に通してからガス浄
化手段４を備えるガス浄化装置３に流して浄化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼器やガス化装置、特
に石炭を燃料とする加圧流動床ボイラーや石炭ガス化装
置などから排出される加圧された高温ガスの浄化に好適
な高温ガスの浄化方法と高温ガス用除塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】加圧流動床ボイラーなどの
燃焼器や石炭などのガス化装置から排出される高温ガス
はフィルタ装置などによる浄化を必要としている。通常
これらの高温ガスの浄化に使用されるフィルタ装置には
セラミックスフィルタが備えられており、セラミックス
フィルタの材料には熱膨張率が小さく熱衝撃に強いコー
ディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）
質セラミックスやセラミックファイバーを含む炭化珪素
（ＳｉＣ）質セラミックスなどが使用されている。
【０００３】セラミックスフィルタが組み込まれたフィ
ルタ装置には、両端が開口しているフィルタ管の内側に
含塵ガスを流すチューブ型フィルタ装置や片端が閉じ他
端が開口しているフィルタ管の外側に含塵ガスを流すキ
ャンドル型フィルタ装置などがあり、その他の型式のセ
ラミックスフィルタが組み込まれたフィルタ装置を含
め、セラミックスフィルタが組み込まれたフィルタ装置
は高温ガスの除塵用に適していることが今までの検討に
より明らかにされている。
【０００４】セラミックスフィルタの熱応力損傷は、温
度が急激に上昇する場合にも温度が急激に下降する場合
にも起きることがあり、フィルタ装置におけるセラミッ
クスフィルタの熱応力損傷はそのプラントの運転をしば
しば中断しなければならない原因となるので、熱応力損
傷が起きないようにすることは重要な課題である。
【０００５】フィルタ装置内にある管板などの金属構造
体は熱絶縁された状態で冷却されていて、金属構造体の
温度の上昇を抑制するように構成されている。しかし、
高温ガス用フィルタ装置の金属構造体が冷却されていて
も、セラミックスフィルタはこれら金属構造体とは熱的
に隔離されており、金属構造体との間の温度差はセラミ
ックスフィルタの熱応力損傷には関係しない。
【０００６】しかしながら、プラントの非定常運転時な
どにしばしば起きるセラミックスフィルタを通過する高
温ガスの急激な温度変化によって、たとえ耐熱衝撃性の
優れたセラミックスをセラミックスフィルタに使用して
も、セラミックスフィルタが熱損傷を受けることが本発
明者らによって明らかにされた。つまり、燃焼器やガス
化装置から排出される高温ガス、特に加圧された高温ガ
スの温度上昇が一時的に数百℃にも及ぶことがその直接
の原因と考えられる。
【０００７】セラミックスフィルタの材料としては、通
常のコーディエライト質セラミックスより顕著に熱膨張
率が小さい（３０〜５０％小さい）コーディエライト質
セラミックスや、セラミックスファイバーを含む炭化珪
素質のセラミックスなど特に熱衝撃に強い材料が選ばれ
て使用されており、通常数百℃程度の温度差のあるガス
雰囲気中に移しても熱応力損傷を起こすようなことはな
い。
【０００８】セラミックスフィルタの場合、ただ単に高
温のガス雰囲気中にセラミックスフィルタが移される場
合と比べ、高温ガスがセラミックスフィルタ中に浸透す
るので、セラミックスフィルタに高温ガスが侵入する側
において、高温ガスからセラミックスフィルタへの熱伝
達がセラミックスフィルタ中の大きな気孔表面を介して
急速に起き、セラミックスフィルタ中に生じる大きな温
度勾配によって大きな熱応力が発生する。さらに高温ガ
スが加圧されたものである場合には、この熱伝達がさら
に加速されて非常に大きい熱応力が発生するものと考え
られる。
【０００９】高温ガスの急激な温度変化は、加圧された
高温ガスを除塵してガスタービンに送るようなプロセス
では特に問題であり、十分な注意が払われないと、セラ
ミックスフィルタの破損はこれらの加圧プロセスプラン
トに重大な損傷を引き起こすことになる。たとえば、セ
ラミックスフィルタの破片がガスタービンに到達すれ
ば、ガスタービンが完全に破壊されることもあり得る。
【００１０】また、セラミックスフィルタの破損箇所か
らガスとともに漏れてくる少量の塵でも、ガスタービン
の羽を摩耗してその寿命を縮めることになる。ガスター
ビンの損傷は小さくても、全プラントを停止してその部
品を交換する必要がある。この場合プラントの修理に伴
うプラントの停止は数日となり、修理の費用だけでなく
発電プラントの停止による損失を伴う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
らの問題点を解消した、４００℃以上の高温ガスに急激
な温度変化があっても問題が起きない、セラミックスフ
ィルタなどのガス浄化手段が熱損傷されることのない高
温ガスの浄化方法と高温ガス用除塵装置を提供しようと
するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を達
成すべくなされたものであり、本発明の高温ガスの浄化
方法は、燃焼またはガス化により排出される４００℃以
上の高温ガスを、高温ガスと接触するように蓄熱体が収
容されている温度安定化室に通して後、温度の急激な変
化により損傷する恐れのあるガス浄化手段を備えるガス
浄化装置に流して浄化することを特徴とする。
【００１３】高温ガスの温度が一時的に急上昇または急
降下するような場合には、この一時的に導入される、定
常的に流れている高温ガスの有する熱量を上回る、また
は下回る熱量を、高温ガスを温度安定化室中の蓄熱体と
接触させてその熱量の大部分を蓄熱体に移して蓄えれ
ば、フィルタ装置に送り込まれる高温ガスの温度を平均
化したり、急激な温度変化を緩やかな温度変化に変換す
ることができる。
【００１４】すなわち、本発明による高温ガスの浄化方
法では、高温ガスの温度が、浄化されるのに適した温度
域から急激に下降または上昇して離脱する場合に、高温
ガスを、高温ガスが浄化されるのに適した温度域に保持
されている蓄熱体が収容された温度安定化室に導入し、
温度安定化室内において、高温ガスの温度が蓄熱体の温
度より一時的に高い場合には熱を高温ガスから蓄熱体に
移し、高温ガスの温度が蓄熱体の温度より一時的に低い
場合には熱を蓄熱体から高温ガスに移すようにして、高
温ガスの温度変動を緩和し、ガス浄化手段が熱損傷を受
けないようにする。
【００１５】かくして高温ガスに急激な温度変化が生じ
ても、セラミックスフィルタなどのガス浄化手段と接触
する高温ガスの温度が望ましい温度域内に保持されると
同時に、ガス浄化手段のセラミックスフィルタなどが急
加熱または急冷却されて生じる大きな熱応力が低減さ
れ、ガス浄化手段の熱損傷を回避することができる。ま
た、別の観点からは、セラミックスフィルタなどのガス
浄化手段として使用できる材料の選択の幅が広がること
になる。
【００１６】加圧された高温ガスは密度の大きい分だけ
大きい熱量を有しているので、ガス浄化手段を損傷せし
める傾向が強いが、本発明の高温ガスの浄化方法によれ
ば、加圧された高温ガスがガス浄化手段と接触している
場合に高温ガスに急激な温度変化があっても、ガス浄化
手段の熱損傷を確実に防ぐことができる。
【００１７】本発明の高温ガスの浄化方法の他の好まし
い態様では、加圧燃焼器またはガス化装置から排出され
る加圧された高温の含塵ガスを、加圧された温度安定化
室に導入して温度を安定化した後、加圧されたフィルタ
装置に導入して除塵しすれば加圧された状態の清浄ガス
が得られるので、高温ガスの有するエネルギーをロスす
ることなく有効利用あるいは回収できる。
【００１８】本発明の高温ガスの浄化方法の他の好まし
い態様では、高温ガスを発生させ、その温度を安定化
し、次いで除塵する各プロセスを実質的に同じ圧力の加
圧下において行うので、高いエネルギー水準を維持する
清浄化された高温ガスが得られ、熱エネルギーを回収す
る場合にも、ガスタービンを摩耗することなく高い効率
で電気エネルギーなどとして回収することができる。
【００１９】本発明の高温ガスの浄化方法の他の好まし
い態様では、浄化される高温ガスの温度が８００℃以上
であり、圧力が８ｋｇ／ｃｍ2 以上である。本発明の高
温ガスの浄化方法は石炭のクリーンな利用技術として期
待を集めている加圧流動床燃焼ボイラーや石炭のガス化
装置から排出される高温ガスの浄化あるいは除塵に好適
であり、これらのプラントにおいて排出される高温ガス
の温度は多くの場合８００℃以上と高く、圧力は８ｋｇ
／ｃｍ2 以上である。石炭ガス化装置の主なタイプに
は、流動床によるものと噴流床によるものがあるが、本
発明の高温ガスの浄化方法はいずれのタイプにも好まし
く使用できる。
【００２０】石炭を燃料とする加圧流動床ボイラーによ
る発電プラントでは、石灰を石炭とともにボイラー中に
投入するので、亜硫酸ガスの排出がほとんどなく、比較
的低温で燃焼が進行するため窒素酸化物の排出が少な
く、加圧された燃焼ガスを除塵してガスタービンにより
発電するとともに、蒸気タービンでも発電されるので熱
効率が高い。
【００２１】石炭ガス化装置で得られる合成ガスの一部
は化学品の原料とされるが、合成ガスを温度と圧力の高
い状態のまま燃焼させてガスタービンで発電するプラン
トが重要な目標とされており、やはりガスタービンの塵
による摩耗を防ぐため高温ガスの除塵を必要としてい
る。
【００２２】本発明の高温ガス用除塵装置は、これらの
クリーンで高効率な石炭利用技術を実用化するための鍵
となる有力な技術である。これらのプラントでは、プラ
ントの下流にある発電用ガスタービンなどが塵で摩耗さ
れて寿命を縮めないようにするため、加圧された高温ガ
ス中の塵を除く技術がこれらのプラントを実用化するた
めの鍵であるとされており、本発明の高温ガスの浄化方
法はその実用化を促進するものである。
【００２３】本発明の高温ガスの浄化方法の他の好まし
い態様では、ガス浄化手段がセラミックスフィルタを備
えたフィルタ装置であるガス浄化装置により高温ガスを
除塵する。
【００２４】セラミックスフィルタを備えるフィルタ装
置では、処理される高温ガスに急激な温度変化が起きた
とき、耐熱衝撃性の優れたセラミックスフィルタを使用
していてもセラミックスフィルタ中に発生する温度差に
よって熱応力損傷が起きているが、本発明の高温ガスの
浄化方法では、高温ガスの温度変化が緩和されて温度差
の絶対値が小さくなるので、セラミックスフィルタの熱
損傷が防げることになる。
【００２５】本発明による高温ガス用除塵装置は、セラ
ミックスフィルタを備えるフィルタ装置とその上流に接
続された蓄熱体が収容された温度安定化室とからなり、
燃焼器またはガス化装置から排出される４００℃以上の
高温ガスの除塵に使用されるものであることを特徴とす
る。
【００２６】加圧流動床ボイラーによる発電プラントで
は、いまのところ十分に解明されていない原因もあって
温度変動がしばしば起きていることを既に述べたが、何
らかのプロセス変化によって高温ガスの温度が急上昇す
ると、本発明の高温ガス用除塵装置では、ただちに余分
の熱量が高温ガスから温度安定化室中の蓄熱体に移され
る。
【００２７】その初期の温度差が大きいときには、蓄熱
体に熱の移される速度は大きく、蓄熱体の温度が高温ガ
スの温度に近づくとその速度は小さくなる。かくして、
高温ガスは温度安定化室中において急速に冷却されるの
で、問題の高温ガスの温度急上昇によるフィルタ装置へ
の影響は顕著に緩和される。
【００２８】除塵装置に導入される高温ガスの温度が高
いままであれば、蓄熱体の温度は高温ガスの温度に更に
近づいて一定となり、ゆっくりした高温ガスの温度の上
昇はセラミックスフィルタを熱損傷したりしない。
【００２９】また、高温ガスの温度が急激に降下すると
きには、蓄熱体から高温ガスに熱が移されることによっ
て高温ガスの温度を上げ、高温ガスの温度が急速に降下
するのを防止する。蓄熱体の温度が低くなった高温ガス
の温度とほぼ同じになると、高温ガスの温度はゆっくり
降下し始める。したがって、高温ガスの温度が急速に低
下することがあっても、セラミックスフィルタを熱損傷
する恐れなくフィルタ装置で除塵することができる。
【００３０】かくして、高温ガスの温度に激しい変動が
あっても、フィルタ装置に送り込まれる高温ガスの温度
を、除塵処理したり次のプロセスに送り込むのに適切な
温度域内に保持することができ、高温ガスから熱エネル
ギーが無駄に失われることもない。
【００３１】温度安定化室中に並べられている蓄熱体
は、温度安定化室に流入するガスの急激な温度変化を安
定化あるいは緩和してからフィルタ装置に高温ガスを送
り込む働きをするが、プラントの定常的な運転状態にお
いては、高温ガスの温度はほとんど変動せず、その間は
蓄熱体の温度と高温ガスの温度は等しく保たれていて、
その存在する意味はない。
【００３２】このような高温ガス用除塵装置では、多く
の場合温度安定化室とフィルタ装置の両方が金属構造体
である圧力容器中に収容されており、圧力容器は断熱材
によって除塵装置中に導入される高温ガスと熱絶縁さ
れ、金属構造体には多くの場合何らかの冷却が施されて
いる。
【００３３】本発明による高温ガス用除塵装置の好まし
い態様では、温度安定化室が高温ガスの発生する燃焼器
またはガス化装置と同じ圧力容器中に、または温度安定
化室がフィルタ装置と同じ圧力容器中に収容されてい
る。
【００３４】たとえば温度安定化室をフィルタ装置の上
流にある加圧流動床ボイラーや石炭ガス化装置などが収
容されている圧力容器中に収容することにより、プラン
ト全体の設置コストを節減できる他、圧力容器や配管の
表面から発散する熱損失を減らすことができる。また、
温度安定化室をフィルタ装置と同じ圧力容器中に収容し
ても同様の効果が得られる。
【００３５】本発明の高温ガス用除塵装置の他の好まし
い態様では、温度安定化室がフィルタ装置と同じ圧力容
器中にあり、温度安定化室がフィルタ装置の上部に設け
られている。
【００３６】温度安定化室をフィルタ装置と同じ圧力容
器中に設けると同時に、フィルタ装置の上部に設けれ
ば、温度安定化室内で一旦流速が低下した含塵ガスの流
路断面積をフィルタ装置に送り込む前に再び絞り込む必
要がなく距離も近いので、除塵処理される含塵ガスの圧
力損失を小さくすることができる。
【００３７】本発明の高温ガス用除塵装置の他の好まし
い態様では、セラミックスフィルタが両端が開口してい
るフィルタ管である。
【００３８】フィルタ装置が、セラミックスフィルタと
して両端が開口したフィルタ管を使用しているチューブ
型フィルタ装置（フィルタ管の内側に含塵ガスが下向き
に流される）の場合には、フィルタ装置中の含塵ガスの
流れがほぼ完全な下降流とされているので、重力を利用
して塵をフィルタ装置の下部に設けられた一つのホッパ
ー部に集めることが容易であり、フィルタ装置と同じ圧
力容器中に温度安定化室を設けるとともに、フィルタ装
置のすぐ上側に温度安定化室を設ける合理的な構成が無
理なく採用できる。
【００３９】本発明の高温ガス用除塵装置の他の好まし
い態様では、セラミックスフィルタが一端が閉じ他端が
開口したフィルタ管である。
【００４０】一端が閉じ他端が開口したフィルタ管を備
えたキャンドル型フィルタ装置では、フィルタ管の保持
方法として下端を閉じた側とし、上端の開口端を清浄ガ
スヘッダーに固定する方法と、上端を閉じた側とし、下
端の開口端を清浄ガスヘッダーに固定する方法との二通
りある。キャンドル型フィルタ装置では、含塵ガスをフ
ィルタ装置の上部から導入するようになっていない場合
が多いが、最近の後者の形式のものでは含塵ガスをフィ
ルタ装置の上部から導入する構成もある。
【００４１】本発明の高温ガス用除塵装置の他の好まし
い態様では、フィルタ装置の傍らに設けられた温度安定
化室が配管によりフィルタ装置と接続され、含塵ガスの
導入口が温度安定化室の下部に設けられ、温度安定化室
の上部に接続された配管によりフィルタ装置と接続され
ている。
【００４２】温度安定化室をフィルタ装置の傍らの別の
圧力容器中に設ける場合には、含塵ガスを温度安定化室
の下部から導入し、温度安定化室の上部に設けた配管で
フィルタ装置と接続すると接続配管の長さを短くできる
ので好ましい。
【００４３】本発明の高温ガス用除塵装置の他の好まし
い態様では、蓄熱体が鋼鉄または耐火煉瓦からなり、蓄
熱体は側面が平面である棒状体であり、蓄熱体が格子状
に配置された状態で温度安定化室中に収容されている。
【００４４】蓄熱体の量または数は、蓄熱する熱容量に
見合う量とすればよく、蓄熱体と高温ガスとの間の熱交
換を速やかに行うためには蓄熱体の表面積を大きくする
のが好ましい。蓄熱体の材質には、鋼鉄あるいは耐火煉
瓦が使用でき、８００℃以上という高い温度では耐火煉
瓦あるいは耐酸化性と耐熱性があるステンレス鋼などの
耐熱鋼を使用するのが好ましい。蓄熱体は側面が平面で
ある棒状体であれば格子状に配列しやすい。そうして格
子の開口が含塵ガスの流路となり、高温ガスと蓄熱体の
間で熱交換が行われる。
【００４５】本発明の高温ガス用除塵装置の他の好まし
い態様では、格子状に配列された蓄熱体の間に形成され
ているガス流路の開口が３０ｍｍ×３０ｍｍより大き
く、１５０ｍｍ×１５０ｍｍより小さい。
【００４６】相当な量の塵を含む含塵ガスでは、塵が開
口を塞いでしまうのを避けるように、開口を３０ｍｍ×
３０ｍｍより大きくするのが好ましく、熱交換表面が余
り小さくならないように、開口を１５０ｍｍ×１５０ｍ
ｍより小さくするのが好ましい。
【００４７】本発明の高温ガス用除塵装置の他の好まし
い態様では、蓄熱体が少なくとも１つの開口を有する耐
火煉瓦であり、蓄熱体の開口の平均の相当直径が５０ｍ
ｍより大きい。
【００４８】蓄熱体に加えられる高温ガスによる熱衝撃
はセラミックスフィルタの場合より緩やかであるが、熱
衝撃に強い炭化珪素やコーディエライトなどを耐火煉瓦
の材料に選ぶのが好ましい。また、開口を５０ｍｍより
大きくしたのは、塵による閉塞を避けるためである。
【００４９】本発明の高温ガス用除塵装置の他の好まし
い態様では、蓄熱体が容器またはかごの中に並べられた
状態で温度安定化室中に収容され、容器またはかごが蓄
熱体を収容した状態で温度安定化室に着脱可能とされ、
予め蓄熱体を温度安定化室の外で容器またはかごの中に
並べておいて温度安定化室に収容できるようにされてい
る。
【００５０】かごの底を格子状あるいはリング状などと
しておけば棒状の蓄熱体を保持せしめることができ、こ
のような構成とすることによって、かごは蓄熱体を温度
安定化室中に保持する他に蓄熱体の運搬にも使用でき、
除塵装置の構築を容易に短期間で行うことを可能とし、
温度安定化室のメインテナンスも容易となる。
【００５１】
【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定され
るものではない。
【００５２】図１は本発明による高温ガス用除塵装置の
一例の温度安定化室付近の概要を示す縦断面図であり、
図において１は高温ガス用除塵装置で、圧力容器５中に
温度安定化室２が配置され、その下の同じ圧力容器５中
にフィルタ装置３がある。この圧力容器５の内側には断
熱材が内張りされているが同図ではこれが省略されてい
る。
【００５３】圧力容器５には加圧された高温ガスの導入
口８が設けられ、温度安定化室２中には側面が平面であ
る鋼鉄の棒１０からなる格子状の蓄熱体９が、その長い
側面を下にして、隣接する鋼鉄の棒とは互いに概ね直角
に格子状に積まれている。そして、この格子状に配列さ
れた蓄熱体９はかご１３中に収容され、かご１３は支持
手段１４によって圧力容器５中に保持されている。
【００５４】この例では、両端が開口したフィルタ管４
を備えたフィルタ装置３が温度安定化室２の下側に配置
され、フィルタ装置３との間には空間１２があって、温
度安定化室２から出る含塵ガスはここから管板６に設け
られた入口７に入り、入口７と同軸に保持されたフィル
タ管４に流入する。フィルタ管４に流入した高温ガスは
フィルタ管４の壁を通過して清浄ガス室１５に入り、図
示されていない清浄ガス出口に送られる。
【００５５】図２は本発明による高温ガス用除塵装置の
他の一例の概要を示す縦断面図であり、図において１６
は清浄ガス出口、１７はファンネル、１８は塵の排出管
である。この例においても、温度安定化室２はフィルタ
装置３と同じ圧力容器５中に配置されている。
【００５６】この例で使用されている蓄熱体９は内径約
１００ｍｍの一つの貫通穴を有する耐火煉瓦であり、積
み上げられた耐火煉瓦の蓄熱体９は底に多数の穴を有す
るかご１３中に収容されている。図１の例と同様に、温
度安定化室２を通りフィルタ管４の壁を通過した高温ガ
スは清浄ガス室１５に入り、清浄ガス出口１６からプラ
ントの下流に送られる。一方、フィルタ管４の内側に捕
捉された塵は、逆洗（逆洗手段は図示されていない）に
よってフィルタ管３の内壁から剥離され、ファンネル１
７に落下し、塵の排出管１８から圧力容器５の外に取り
出される。
【００５７】図３は本発明による高温ガス用除塵装置を
循環流動床石炭ガス化装置と組み合わせたプラントの一
例の概要を示す縦断面図であり、この例では圧力容器１
１は循環流動床石炭ガス化装置１９と温度安定化室２と
フィルタ装置３からなる高温ガス用除塵装置１の両方を
内蔵している。
【００５８】石炭ガス化装置１９から排出される高温の
合成ガスは灰やベッド材などの塵を含んでおり、石炭ガ
ス化装置１９の上部にある出口２２から排出され高温ガ
ス用除塵装置に流入する。高温ガス用除塵装置１の温度
安定化室２に流入した高温の含塵ガスは、次いでフィル
タ装置３に送られ、除塵されて清浄ガス出口１６に送ら
れる。この例ではフィルタ装置３は概ね水平な４枚の管
板６によって仕切られており、清浄ガス室１５が上下に
３室設けられている。
【００５９】温度安定化室２およびフィルタ装置３と石
炭ガス化装置１９の間の壁の上部は一部共用となってお
り、温度安定化室２では、合成ガスの温度が急激に上昇
または下降した場合に蓄熱体９に熱を一時蓄えて、また
は一時放出して温度変化を緩和し、フィルタ装置３中に
配置されているセラミックス製のフィルタ管４が熱損傷
するのを防いでいる。
【００６０】フィルタ装置３中では、フィルタ管４によ
って高温ガスが除塵され、清浄ガス室１５に流入し、次
いで清浄ガス出口１６に送られる。フィルタ管４に捕捉
された塵は逆洗（逆洗手段は図示されていない）されて
フィルタ管４の内壁から剥離して落下し、ファンネル１
７で集められ、捕集された塵の少なくとも一部分はリサ
イクル管２１を経て石炭ガス化装置１９に戻される。
【００６１】図４は本発明による高温ガス用除塵装置の
他の一例の概要を示す縦断面図であり、この例では温度
安定化室２が専用の圧力容器２４中に配置されている。
また、温度安定化室２への含塵ガスの導入口８は圧力容
器２４の底にあり、圧力容器２４の上部に設けられた出
口２３がフィルタ装置３を内蔵する圧力容器２６に接続
されている。この例のフィルタ装置３は一端が閉じ他端
が開口したフィルタ管４を使用するキャンドル型であ
り、フィルタ管４はその開口している上端で管板６に固
定されている。
【００６２】加圧された高温の含塵ガスは圧力容器２４
の底から、格子状に鋼鉄の棒が積み上げられた蓄熱体９
が置かれた温度安定化室２に入り、蓄熱体９の間を通過
して出口２３からフィルタ装置３が収容されている圧力
容器２６に流入する。高温の含塵ガスはフィルタ装置３
のフィルタ管４へと流れ、フィルタ管４で濾過された清
浄ガスがフィルタ管４の内側を通って清浄ガス空間２５
に入り、圧力容器２６の清浄ガス出口１６からプラント
の下流に送られる。
【００６３】
【発明の効果】燃焼器やガス化装置で起きている４００
℃以上の高温ガスの温度の急上昇や急降下は長時間続く
ことはなく、一時的なプロセス条件の変動などに伴って
起きている。フィルタ装置などのガス浄化手段の上流に
蓄熱体が収容されている温度安定化室が設けられていれ
ば、ガス浄化手段に流入する高温ガスの温度が蓄熱体の
温度より高いときには蓄熱体が高温ガスから熱を奪って
蓄え、流入する高温ガスの温度が蓄熱体の温度より低い
ときには、蓄熱体から高温ガスに熱を与えることによ
り、フィルタ装置などのガス浄化手段に流入する高温ガ
スの急激な温度変化を緩和し、かつ望ましい温度域に保
持する。
【００６４】したがって本発明の高温ガスの浄化方法に
よれば、高温ガスが加圧された状態であっても、セラミ
ックスフィルタなどのガス浄化手段に激しい熱衝撃が加
わったり、ガス浄化手段が一時的に過熱されたりして熱
損傷するのを確実に避けることができるので、プラント
の信頼性が確保され、ガス浄化手段が好ましい温度域内
に保持されてガス浄化手段がフルにその機能を発揮する
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高温ガス用除塵装置の一例の温度
安定化室付近の概要を示す縦断面図。
【図２】本発明による高温ガス用除塵装置の他の一例の
概要を示す縦断面図。
【図３】本発明による高温ガス用除塵装置を循環流動床
石炭ガス化装置と組み合わせたプラントの一例の概要を
示す縦断面図。
【図４】本発明による高温ガス用除塵装置の他の一例の
概要を示す縦断面図。
【符号の説明】
１：高温ガス用除塵装置 ２：温度安定化室 ３：フィルタ装置（ガス浄化装置） ４：セラミックスフィルタ（ガス浄化手段、フィルタ
管） ５、１１、２４、２６：圧力容器 ６：管板 ７：入口 ８：導入口 ９：蓄熱体 １０：鋼鉄の棒 １２：空間 １３：かご １４：支持手段 １５：清浄ガス室 １６：清浄ガス出口 １７：ファンネル １８：排出管 １９：石炭ガス化装置 ２２、２３：出口 ２１：リサイクル管 ２５：清浄ガス空間
フロントページの続き (72)発明者 東 勝美 神奈川県川崎市幸区塚越３丁目474番２号 旭硝子株式会社 玉川分室内 (72)発明者 ユハニ イサクソン フィンランド国 48600 カルフラ カリ オコスケンカツ 18 (72)発明者 ユハ ティエンス フィンランド国 48600 カルフラ カル フンカツ 14 セー

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃焼またはガス化により排出される４００
    ℃以上の高温ガスを、高温ガスと接触するように蓄熱体
    が収容されている温度安定化室に通して後、温度の急激
    な変化により損傷する恐れのあるガス浄化手段を備える
    ガス浄化装置に流して浄化することを特徴とする高温ガ
    スの浄化方法。
  2. 【請求項２】高温ガスの温度が、浄化されるのに適した
    温度域から急激に下降または上昇して離脱する場合に、 高温ガスを、高温ガスが浄化されるのに適した温度域に
    保持されている蓄熱体が収容された温度安定化室に導入
    し、 温度安定化室内において、高温ガスの温度が蓄熱体の温
    度より一時的に高い場合には熱を高温ガスから蓄熱体に
    移し、高温ガスの温度が蓄熱体の温度より一時的に低い
    場合には熱を蓄熱体から高温ガスに移すようにする、 請求項１に記載の高温ガスの浄化方法。
  3. 【請求項３】加圧燃焼器またはガス化装置から排出され
    る高温の含塵ガスを、加圧された温度安定化室に導入し
    て温度を安定化した後、加圧されたフィルタ装置に導入
    して除塵を行う請求項１または２に記載の高温ガスの浄
    化方法。
  4. 【請求項４】高温ガスを排出し、その温度を安定化し、
    次いで除塵する各プロセスを実質的に同じ圧力の加圧下
    において行う請求項３に記載の高温ガスの浄化方法。
  5. 【請求項５】浄化される高温ガスの温度が８００℃以上
    であり、圧力が８ｋｇ／ｃｍ2 以上である請求項３また
    は４に記載の高温ガスの浄化方法。
  6. 【請求項６】ガス浄化手段がセラミックスフィルタを備
    えたフィルタ装置であるガス浄化装置により高温ガスを
    除塵する請求項１〜５のいずれか１つに記載の高温ガス
    の浄化方法。
  7. 【請求項７】加圧燃焼器が石炭を燃料とする加圧流動床
    ボイラーである請求項３〜６のいずれか１つに記載の高
    温ガスの浄化方法。
  8. 【請求項８】ガス化装置が石炭ガス化装置である請求項
    ３〜６のいずれか１つに記載の高温ガスの浄化方法。
  9. 【請求項９】セラミックスフィルタを備えるフィルタ装
    置とその上流に接続された蓄熱体が収容された温度安定
    化室とからなり、燃焼器またはガス化装置から排出され
    る４００℃以上の高温ガスの除塵に使用されるものであ
    ることを特徴とする高温ガス用除塵装置。
  10. 【請求項１０】温度安定化室が高温ガスの発生する燃焼
    器またはガス化装置と同じ圧力容器中に収容されている
    請求項９に記載の高温ガス用除塵装置。
  11. 【請求項１１】温度安定化室がフィルタ装置と同じ圧力
    容器中に収容されている請求項９に記載の高温ガス用除
    塵装置。
  12. 【請求項１２】温度安定化室がフィルタ装置の上部に設
    けられている請求項１１に記載の高温ガス用除塵装置。
  13. 【請求項１３】セラミックスフィルタが両端が開口して
    いるフィルタ管である請求項９〜１２のいずれか１つに
    記載の高温ガスの除塵装置。
  14. 【請求項１４】セラミックスフィルタが一端が閉じ他端
    が開口したフィルタ管である請求項９〜１２のいずれか
    １つに記載の高温ガス用除塵装置。
  15. 【請求項１５】フィルタ装置の傍らに設けられた温度安
    定化室が配管によりフィルタ装置と接続され、含塵ガス
    の導入口が温度安定化室の下部に設けられ、温度安定化
    室の上部に接続された配管によりフィルタ装置と接続さ
    れている請求項１３または１４に記載の高温ガス用除塵
    装置。
  16. 【請求項１６】蓄熱体が鋼鉄または耐火煉瓦からなり、
    蓄熱体は側面が平面である棒状体であり、蓄熱体が格子
    状に配列された状態で温度安定化室中に収容されている
    請求項９〜１５のいずれか１つに記載の高温ガス用除塵
    装置。
  17. 【請求項１７】格子状に配列された蓄熱体の間に形成さ
    れているガス流路の開口が３０ｍｍ×３０ｍｍより大き
    く、１５０ｍｍ×１５０ｍｍより小さい請求項１６に記
    載の高温ガス用除塵装置。
  18. 【請求項１８】蓄熱体が少なくとも１つの開口を有する
    耐火煉瓦であり、蓄熱体の開口の平均の相当直径が５０
    ｍｍより大きい請求項９〜１５のいずれか１つに記載の
    高温ガス用除塵装置。
  19. 【請求項１９】蓄熱体が容器またはかごの中に並べられ
    た状態で温度安定化室中に収容され、容器またはかごが
    蓄熱体を収容した状態で温度安定化室に着脱可能とさ
    れ、予め蓄熱体を温度安定化室の外で容器またはかごの
    中に並べておいて温度安定化室に収容できるようにされ
    た請求項９〜１８のいずれか１つに記載の高温ガス用除
    塵装置。
JP4316220A 1991-10-30 1992-10-30 高温ガスの浄化方法と高温ガス用除塵装置 Pending JPH06134238A (ja)

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FI93143C (fi) 1995-02-27
GB9222737D0 (en) 1992-12-09
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