JPH06254327A - 集塵方法及び集塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルタエレメントを保持する天板のの温度
分布を平均化して該天板の損傷を低減する集塵方法及び
集塵装置を提供する。 【構成】 高温ガスＧの気体通路３を閉塞するように設
けた天板１１に、高温ガスＧを流通させるとともに高温
ガスＧ中の塵を濾過するフィルタエレメント１２を設
け、且つフィルタエレメント１２により塵埃を濾過した
高温ガスｇの流れを整流する整流手段１４を設けること
により、特に温度上昇時の天板１１の温度分布を均一化
を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種プラントから排出
されるガス等の気体に含まれている塵埃を濾過する集塵
方法及び集塵装置に関するものであり、更に詳しくは高
温ガスによる装置の特定の部材の損傷を低減する気体処
理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、鉄鋼、電力、窯業、冶金、
化学分野において発生する高温ガス中には塵埃が含まれ
ている。これを除去する手段として、例えば特開平２−
３１８１１号公報に開示されているような集塵装置が提
案されている。ここで従来の集塵装置、例えば工場の排
煙等の排ガスから粒状の塵を濾過するためにフィルタエ
レメントを使用したものがある。このフィルタエレメン
トとしては、ガスや濾過する物質に応じて、繊維フィル
タ、カーボンファイバーフィルタ、フェルトフィルタ、
ペーパーフィルタ、プラスチックフィルタ、金属フィル
タ等が使用されている。

【０００３】前記各フィルタは耐熱性や耐食性の点で使
い分けられており、例えば前記繊維フィルタ、フェルト
フィルタ、ペーパーフィルタ、プラスチックフィルタの
使用温度は略１５０℃以下であり、ガラス繊維フィルタ
の使用温度は２５０℃程度までであり、金属繊維フィル
タの使用温度は５００℃程度までである。金属繊維フィ
ルタは、塩酸や硫酸を含むガスには耐えられない。この
ため、高温ガスを集塵する場合は、希釈空気でガス温度
を下げ、前記フィルタを使用するとか湿式処理が適用さ
れている。セラミックフィルタは１０００℃程度のガス
温度で使用でき、除じん後の浄化ガスが熱源として再利
用できる利点がある。また、乾式のため水処理やスラッ
ジの処理の必要もない。

【０００４】特に、セラミックフィルタの如く高温ガス
をろ過できるフィルタを使用した装置において、高温ガ
スを急激に吸引したり、ガス温度が急激に上昇または低
下するような場合においては、フィルタエレメントや該
フィルタエレメントを固定した部材や該エレメントを収
納した容器体（缶体）を損傷することがある。そこで特
開昭６３−６２５２０号公報に開示されているように、
容器体に冷却流体を流すための冷却管を設けた集塵装置
が提案されている。一般に高温ガスを処理する集塵装置
において、その能力として大きな要因の一つに、ガス温
度の急激な変化に対応できる能力が必要である。すなわ
ち、この集塵装置が急激な温度変化のあるガスを何ら問
題なく集塵処理できる設備であることは、該集塵装置が
工場の操業形態に制限を加えるものとはならず、その適
用範囲が広いことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、集塵装置に
は容器体内に、言い換えればガス体の流路に天板を固定
し、この天板に例えば円筒形状のフィルタエレメントを
下げるように複数個固定した構造のものがある。この集
塵装置は基本的には上記天板をフィルタエレメントの保
持固定手段とした構造であり、この天板からフィルタエ
レメントを比較的容易に取り外せたり、またフィルタエ
レメント内にエアー等を吹き込むことにより該フィルタ
エレメントを装着したままで清掃できる等、メンテナン
スの面で優れていることから、数ある集塵装置のなかで
も多くの期待が寄せられている。しかしながら、高温ガ
スの急激な吸引や運転時のガス温度の急上昇、急降下が
あると、この天板においてその温度分布に差を生じて内
部歪みが生じ、天板割れや漏気さらには該天板の破損に
伴ってフィルタエレメントにも損傷を来す等の問題が発
生していた。このようなことから、本発明の目的は高温
ガスの温度の如何に関わらず、フィルタエレメントを固
定保持した遮蔽手段の破損を回避できる集塵方法及び集
塵装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は集塵
用の容器体内部を一次側と二次側とに画成する遮蔽手段
によりフィルタエレメントを保持固定し、気体を一次側
から供給して前記フィルタエレメントを通過させること
により、該気体中に含有されている塵埃を濾過するとき
に、前記フィルタエレメントを通過した気体の流れを前
記遮蔽手段に対して前記二次側にて整流することによ
り、前記気体の温度により前記遮蔽手段の温度分布を制
御することを特徴する集塵方法によって達成される。

【０００７】本発明の前記目的は、集塵用の容器体内部
を一次側と二次側とに画成するように該容器内壁に固定
された天板によりフィルタエレメントが保持固定されて
おり、前記一次側から供給された気体が前記フィルタエ
レメントを通過することで該気体に含有されている塵埃
が濾過される集塵装置において、前記フィルタエレメン
トの気体排出側に、前記二次側の気体の流れを前記天板
に対して一時的に沿う流れを形成する整流手段が設けら
れたことを特徴とする集塵装置により達成される。ま
た、前記整流手段は前記フィルタエレメントの気体排出
孔に略対向するように設けられた板体、あるいは前記二
次側の気体が前記天板の外周側に向かって流れるべく該
天板の外周側に偏倚させた位置に設けた気体排出口とし
て構成することができるものである。

【０００８】

【作用】前記集塵方法及び集塵装置によれば、フィルタ
エレメントにより濾過された二次側の気体は遮蔽手段
（天板）の付近において、該気体の流量が少ない領域
（天板の外周側）に向かって流れるように整流されるこ
とにより、この遮蔽手段の中央領域と外周領域との温度
差を小さくすることができる。これにより遮蔽手段の内
部歪みを抑えて変形や破損を回避することができる。

【０００９】

【実施例】以下、図１〜図６を参照して本発明の集塵方
法及び該方法を適応した集塵装置の実施例を説明する。
図１は、本発明に係る集塵装置の要部の模式的な内部側
面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った部分の概略
断面図であり、図３はフィルタエレメントの内部構造を
示す部分断面図、図４は本発明の他の実施例における集
塵装置の要部の模式的な内部側面図であり、図５及び図
６は温度分布の変化を示す温度特性図である。先ず、集
塵装置１の要部の構成について説明する。容器体２は濾
過する前の高温ガスを収容する一次側の領域３Ａと濾過
されたガスが通る二次側の領域３Ｂとに天板１１により
画成されている。この天板１１は容器体２の内壁に固定
されている。そして、容器体２の下方側の斜面部には高
温ガスを吹き込むための吹き込み口４が形成され、上端
には集塵後のクリーンなガスを排出するための排出口５
が形成されている。また、容器体２の下部は漏斗状に形
成され、その最下端には集塵した塵等を排出するダスト
排出口６が閉塞可能に設けられている。なお、本実施例
おいては、高温ガスとはガスの種類を問わず数十度Ｃ以
上のガスを総称したものを云う。

【００１０】天板１１と下方の支え部４０との間には多
数のフィルタエレメント１２がバネ３３等を介して適宜
固定されており、下方の吹き込み口４から一次側に供給
された高温ガスＧを濾過して各フィルタエレメントの排
出孔１７から濾過されたガスが二次側に流れる。なお、
支え部４０は下方側より供給されるガスＧの流れになる
べく阻害しないように例えば格子形状等の適宜構成が取
られている。また、フィルタエレメント１２の上部には
排出孔１７に対向して噴射ノズル１３が配置されてお
り、この噴射ノズル１３の間を埋めるように整流板１４
とが設けられている。なお、整流板１４の作用について
は、後に集塵方法の説明とともに詳細に述べる。

【００１１】次に、容器体２のＡ−Ａ断面の部分を用い
て説明すると、本実施例では図２に示すように四角形に
形成されている。そして、天板１１の下方側（一次側）
に所望間隔（間隔Ｐ１およびＰ２）で多数本のフィルタ
エレメント１２が配設され、該フィルタエレメント１２
の排出孔１７の上方側に例えばパイプ状の配管に所定間
隔で孔を開けた構造の噴射ノズル１３を配置し、この噴
射ノズル１３の間に図示の如き長方形の整流板１４が配
置された構成である。また、容器体２と整流板１１との
間には所定の隙間Ｌが形成されており、排出孔１７から
出たガスはこの隙間Ｌを通っては上部の排出口５に流れ
る。噴射ノズル１３は、ここからエアーや適当なガスを
各排出孔１７に噴出することにより、フィルタエレメン
ト１２の外側に付着した塵埃を吹き飛ばして該フィルタ
エレメントを清掃することができる。なお、各図には図
示を省略しているが、噴射ノズル１３には気体供給のた
めの配管が施されている。

【００１２】本実施例に適用したフィルタエレメント１
２は、例えば図３に示すように円筒形状のもので、天板
１１に固定された排出管２１と下方側の押さえ部３０と
の間に挟持されている。なお、天板１１に固定された排
出管２１は例えばフランジ２２の上下にシール部材２
３、２４を有した構成である。また支え部４０に設けら
れた押え部３０はフランジ３１を備えており、フランジ
３１の上面側にはシール部材３２が設けられ、下側には
圧縮バネ３３が配置されている。このような構成によ
り、多数のフィルタエレメント１２の着脱が容易であ
り、メンテナンス性がよい。また、フィルタエレメント
１２としては、耐熱性に優れたセラミックフィルタが好
適であるが、金属繊維を用いたフィルタを使用すること
もできる。なお、高温ガスＧは温度特性図に示すように
例えば５００℃もの高温であるから、容器体２、天板１
１、更に整流板１４の材質は耐熱性に優れた材質にて構
成されている。また、容器体２の側部にメンテナンスの
ために開閉自在な扉を設けられている。

【００１３】次に、集塵方法を説明する。なお、以下の
説明において集塵前の高温ガスをＧ、集塵後の高温ガス
をｇとする。高温ガスＧは、吹き込み口４から容器体２
内、即ち気体通路３内に送り込まれる。この際、所定圧
力で加圧しながら送り込んでもよい。高温ガスＧは図３
に示すようにフィルタ部材２３の外周面の全面からフィ
ルタ１２を通過し、この通過時に高温ガスＧに含まれて
いる例えば粒状の塵等が濾過される。従って、濾過され
たクリーンなものになり、この高温ガスｇは排出管２１
の排出孔１７から天板１１の上部に排出される。

【００１４】高温ガスｇは、排出孔１７から噴出するよ
うにして天板１１の上部に排出された後、整流板１４に
あたって天板１１に沿って横方向に拡散するようにな
る。従って、各フィルタエレメント１２から排出された
高温ガスｇは、整流板１４の外周方向に流れてから上方
に上昇するように流れる。この結果、高温ガスｇは天板
１１に対してその外周縁側へも流れることになり、天板
１１の外周縁の部分も中央部分と同様に高温ガスｇによ
り加熱されることになる。すなわち、ガス流れが比較的
停滞し易いと共に外気の温度の影響を受けやすい容器体
２の側壁寄りに位置した天板１１の外周縁が高温ガスｇ
の流れにより効果的に加熱されて、該天板全体の温度が
全域にわたって平均化される。

【００１５】次に、図１乃至図３に示した集塵装置を稼
働させて集塵処理を行った。この時の天板１１の温度分
布について図５及び図６を参照して説明する。図５に示
す温度特性のＹ軸は温度、Ｘ軸は天板１１の中心から容
器体２の内側面までの距離を示すものであり、センター
ラインＯは天板１１の中心であり、本実施例では整流板
１４の中心に相当する。なお、容器体２の大きさは１７
５０ｍｍ角で、その材質はＳＳ４００でその内面に１０
０ｍｍ程度の保温材が設けられている。又、天板１１の
材質はＳＵＳ３０４、厚さ２５ｍｍである。天板には、
フィルタエレメント４００本が等間隔で配置されてい
る。最外周に位置するフィルタエレメントと容器体２の
側壁との距離Ｌ０は３０５ｍｍ、Ｘ軸の両端に記載した
数値８７５ｍｍは、天板１１の中心から容器体２の内側
面までの距離である。さらに、整流板１４と容器体２の
内側面との距離Ｌは２５５ｍｍ、整流板１４と天板１１
との距離Ｈは１００ｍｍとした。処理風量は６４ｍ³ ／
min である。また、昇温速度は３００°Ｃ／ｈである。
上述の如き条件のもとで高温ガスＧが５００°Ｃの場合
における集塵処理を行った。この結果、図５中の温度分
布特性ｔａにて示すように本実施例の温度分布に関して
は、天板１１の中心部の温度が５００℃の場合、周辺部
が３５０℃程度となった。そして天板１１の外周縁の領
域の温度勾配は５°C ／ｃｍと良好な結果を得ることが
できた。一方、比較例として、整流板１４が設けられて
おらず、それ以外はまったく同じ構造の集塵装置を使用
した。なお、条件は上記条件と同じとした。この比較例
の場合においては、温度分布は温度分布特性ｔｂに示す
ように天板１１の外周縁にて極端に温度が低くなり、天
板１１の周辺部ではほぼ１２０℃程度であった。この場
合の温度勾配は１１°C ／ｃｍにもなっていた。この比
較例においては、天板が変形したり亀裂発生等のトラブ
ルが発生した。

【００１６】上記のようなテストを繰り返し行った結
果、図５の特性線（温度の変化特性である）が温度分布
特性ｔｃ以上、すなわち温度勾配がこの線ｔｃより大き
い温度分布であった場合に、天板１１の変形や損傷に伴
うトラブルが頻発した。そして、ここで求めたｔｃの温
度勾配は９°C ／ｃｍであった。この温度勾配よりも小
さいときには、天板１１の温度分布の不均一からくるト
ラブルは大幅に低減することができた。

【００１７】次に、高温ガスＧの温度を変更した場合の
温度特性を併記（ガス温度が500 °C と300 °C の場合
を併記) したグラフを用いて説明する。図６に示す温度
分布特性ｔａはガス温度が５００°Ｃの場合であり、図
５に示したものと同じであって、上述のように整流板１
４を設けたときが温度勾配５°C ／ｃｍと良好であり、
整流板１４を設けない場合の温度勾配は１１°C ／ｃｍ
にもなっている。天板１１の周辺部の温度は整流板１４
を設けた時と設けない時とでは２３０°Ｃもの差が生じ
ている。また、図６に示す温度分布特性ｔｒは、本実施
例に示した装置構造で高温ガスＧの温度を３００℃に設
定した場合の温度分布特性であり、温度勾配は1.6 °C/
ｃｍである。温度分布特性ｔｓは、従来構造（整流板を
設けない構造）で高温ガスＧの温度を３００℃に設定し
た場合の温度分布特性であって、その温度勾配は5.9 °
C/ｃｍである。温度分布特性ｔｒにおいても、天板１１
の広範囲にわたって温度分布が平均化されており、しか
も温度勾配が小さくなっている。また、天板１１の周辺
部の温度は整流板１４を設けた時と設けない時とでは１
７０°Ｃの差が生じている。上記のように、高温ガスＧ
が５００℃の場合の温度分布特性ｔａと３００℃の場合
の温度分布特性ｔｒでは、温度勾配には差があるものの
天板１１の温度分布は高温ガスＧの温度に関わりなく天
板外周の温度が引き上げられて平均化され、温度勾配も
小になる傾向が判る。従って、本実施例に示した構造
は、高温ガスＧの温度如何に関わらず、天板１１の変
形、損傷を低減する手段として有効なものであることが
判る。これは、例えば３００℃／ｈ以上のガス温度変化
のごとき急激な温度変化に耐え得る集塵装置となり、高
温ガスの温度変化に関わらず天板やフィルタエレメント
の損傷を防止し、このような高温ガスを排出する工場の
生産能力増強に寄与することができる。

【００１８】なお、本実施例における集塵装置１は高温
ガスＧの集塵処理が終了した後は、噴射ノズル１３から
フィルタエレメント１２を構成する排出管２１内に高圧
の気体を噴出する。この結果、集塵処理時とは逆に、フ
ィルタ内側から外側に向けて気体が流通し、フィルタに
残留している塵をフィルタ外側に吹き出す。吹き出され
た塵は、容器体２の下部が漏斗状の傾斜部によりダスト
排出口６に集まり、該ダクト排出口６を開けて排出され
る。なお、塵の排出作業は、例えば高温ガスＧの集塵処
理量を基準にするか、あるいは稼働時間を基準にして行
われる。

【００１９】なお、整流板１４の取り付け構造は特に限
定されものではなく、図１乃至図３に示した場合におい
ては、噴射ノズル１３と複数の整流板１４とを交互に略
水平方向に並ぶように該ノズルに固定した構造である。
また、整流板１４の固定は例えば適当のスペーサやブラ
ケット等を介して天板１１や容器体２に固定する構造で
あってもよい。またその他には、例えば整流板１４を一
枚型の構造とすることもできる。この場合は、噴射ノズ
ル１３を整流板１４の下面に固定する形態を取ってもよ
く、また噴射ノズル１３の配管を考慮すると、一枚型の
整流板１４を該噴射ノズル１３の下に配置する一方、噴
射ノズル１３からの噴出流の通過を許容できる開口を備
えた構造が簡単でよい。

【００２０】また、容器体２の構造は本実施例の如く角
型に限定されず、円筒状、六角形等、必要に応じて変形
可能であり、整流板１４の形状もこの容器体２の形状に
合わせて適宜変更できるものである。また、図示の整流
板１４は単に平坦な板形状としたが、天板１１との距離
を適宜変化させるような湾曲面状、更には排出口５との
位置関係等により適度に傾斜した面を有する構造でもよ
い。さらに、整流板１４の形状は、例えば中心から外側
に上がり勾配に傾斜（天板との距離を段々大きくする）
した形状、言い換えれば皿状の形状でもよい。この整流
板１４は必ずしも連続した構造でなく途中に開口や切欠
きを設けた構造であっても勿論よい。

【００２１】また、前記実施例では、高温ガスｇの排出
は一個の排出口５により行われているが、二次側の排出
口５は図４に示すように、例えば容器体２の垂直壁面で
天板１１に接近した箇所に複数の排出口５を設けた構成
を採用することもできる。この場合は、整流板１４がな
くても天板１１に沿った高温ガスｇの流れをつくりだす
ことができる。なお、図４に示した集塵装置１は整流板
１４がないこと及び排出口５の構成がことなること以外
は図１に示した構造と同じである。この場合、図１に示
すような整流板１４も設けた構成であってもよく、この
排出口５の位置と整流板１４とを組み合わせた構造にお
いては、高温ガスの流れをより効果的に整流することが
できる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る集塵方
法及び集塵装置は、高温ガス等の気体通路を閉塞するよ
うに設けた天板に、前記高温ガスを流通させるとともに
高温ガス中の塵を濾過するフィルタエレメントを設け、
且つ前記フィルタエレメントにて濾過された高温ガスの
流れを天板の比較的温度上昇しにくい領域を通るように
整流することにより、前記高温ガスによる前記天板の温
度分布を均一化、特に温度上昇時の温度差を抑えること
ができる。従って、天板の温度は中央部と外周部との温
度差が小になり、該天板はもとより、天板に固定される
フィルタエレメントや該天板に関連した部材の損傷を低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す集塵装置の要部の概略
側面図である。

【図２】図１に示す集塵装置のＡ−Ａ線に沿った部分の
概略断面図である。

【図３】図１に示す集塵装置の要部拡大側面図である。

【図４】本発明の他の実施例における集塵装置の要部の
概略側面図である。

【図５】温度分布を比較説明する温度分布特性図であ
る。

【図６】異なった温度の高温ガスの温度変化にを併記し
た温度分布特性図である。

【符号の説明】

１ 集塵装置 ２ 容器体 ３Ａ 一次側 ３Ｂ 二次側 ４ 吹き込み口 ５ 排出口 ６ ダスト排出口 １１ 天板 １２ フィルタエレメント １３ 噴射ノズル １４ 整流板 １５ 挿入孔 １７ 排出孔 ２１ 排出管 ２２ フランジ ２３、２４、３２シール部材 ３０ 押さえ部 ３３ 圧縮バネ ４０ 支え部 Ｇ 濾過以前の高温ガス ｇ 濾過後の高温ガス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集塵用の容器体内部を一次側と二次側と
   に画成する遮蔽手段によりフィルタエレメントを保持固
   定し、気体を一次側から供給して前記フィルタエレメン
   トを通過させることにより、該気体中に含有されている
   塵埃を濾過するときに、前記フィルタエレメントを通過
   した気体の流れを前記遮蔽手段に対して前記二次側にて
   整流することにより、前記気体の温度により前記遮蔽手
   段の温度分布を制御することを特徴する集塵方法。
2. 【請求項２】 集塵用の容器体内部を一次側と二次側と
   に画成するように該容器内壁に固定された天板によりフ
   ィルタエレメントが保持固定されており、前記一次側か
   ら供給された気体が前記フィルタエレメントを通過する
   ことで該気体に含有されている塵埃が濾過される集塵装
   置において、前記フィルタエレメントの気体排出側に、
   前記二次側の気体の流れを前記天板に対して一時的に沿
   う流れを形成する整流手段が設けられたことを特徴とす
   る集塵装置。
3. 【請求項３】 前記整流手段は前記フィルタエレメント
   の気体排出孔に略対向するように設けられた板体により
   構成されたことを特徴とする請求項２記載の集塵装置。
4. 【請求項４】 前記整流手段は前記二次側の気体が前記
   天板の外周側に向かって流れるべく該天板の外周側に偏
   倚させた位置に設けた気体排出口であることを特徴とす
   る請求項２記載の集塵装置。