JPH0679651B2

JPH0679651B2 - 集塵装置

Info

Publication number: JPH0679651B2
Application number: JP61122369A
Authority: JP
Inventors: 紀之織田; 徹雄竹原; 崇聡首藤; 正弘佐竹; 義正新井
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1986-05-29
Filing date: 1986-05-29
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPS62279822A

Description

【発明の詳細な説明】「技術分野」本発明は、例えば溶鉱炉排ガス等の高温の含塵ガスから
効率良く粉塵を除去し得るコンパクトな集塵装置に関す
るものである。

「従来技術およびその問題点」製鉄・窯業等の工業プラントにおける排ガス等の流体中
には多くの粉塵が含まれており、これらを大気中ないし
は系外へ放出することは問題のあるところである。ま
た、溶鉱炉排ガス等の高温の排ガスの場合、排ガスの有
する熱エネルギーを熱交換器等を介して回収することが
通常行なわれているが、上述したごとく、このような排
ガス中には多くの粉塵が含まれており、これによって熱
交換器等の伝熱部材が著しく摩耗し、数年毎に交換を必
要としており、その費用および工事の手間は多大なもの
となっている。このような点から含塵ガスから粉塵を除
去する技術が必要とされている。

ところで、含塵ガスより粉塵を除去する集塵装置として
は、従来よりバグフィルターなどの濾布を用いたものが
使用されているが、これらの装置の場合、濾布が耐熱性
に乏しいため、含塵ガスの温度が例えば250℃を超える
と、もはや使用できないものであった。

近年、このような高温の含塵ガスの浄化に適用できるも
のとして、セラミックスフォームやセラミックスハニカ
ムなどの通気性を有するセラミックス壁などを濾過材と
して用いた集塵装置が提供されており、例えば本出願人
らが先に提案した特開昭59-206028号、特開昭59-225721
号公報に示される集塵装置などが挙げられる。これらの
装置はいずれも通気性を有する多孔質のセラミックス管
等の濾筒の内側に含塵ガスを送入し、濾筒の壁面を通過
させて清浄ガスを取り出すとともに、濾筒の壁面によっ
て通過を阻止された粉塵は、その一部が濾筒の内壁に付
着し、大部分は濾筒内部を落下して濾筒の下方に設けら
れたダストホッパに集められる。

このような集塵装置においては、連続して集塵操作を行
なっていると、次第に粉塵層が濾筒内面に堆積してしま
い、これにより濾筒における通気抵抗が上昇するため濾
過に要する差圧が大きくなり、濾過効率を低下させてし
まう。このため所定時間の集塵操業毎に清浄ガス流路側
から含塵ガス流路側へ流体を流して堆積していた粉塵を
除去する、いわゆる逆洗操作が必要となる。

ところで含塵ガスの粉塵濃度が40g/Nm³以上といった高
濃度の場合でも、こうした濾筒の上方から濾筒内に含塵
ガスを導入する方式の集塵装置においては、濾筒入口で
の含塵ガス速度を約5m/s以上の高速度とすれば、濾筒内
部を落下していく粉塵自身が濾筒内壁に堆積している粉
塵を削り落す自己清浄作用があるため、差圧上昇速度は
低くおさえることができる。しかしながら逆洗操作を頻
繁に行なう必要性は、この状態においても依然として存
続しており、さらに濾過能力の低下を防止する対策が望
まれるところである。

この点において、含塵ガスを集塵装置にかける前に予備
除塵を行なって、集塵装置に導入される含塵ガスの粉塵
濃度を低減させることは有用である。しかし、サイクロ
ン方式、ダストキャッチャ方式などの、従来より製鉄業
等で行なわれている予備除塵方法では、これらの装置が
本体の集塵装置と同等以上の容積を必要とすること、ま
た本体の集塵装置と一体構造にすることが困難であると
いった欠点が生じていた。またバッフル板を本体の集塵
装置内に設置することによる予備除塵方式も考えられる
が、この方式の場合、除塵効率が高くないという問題点
があった。

「発明の目的」本発明は、上記のごとき従来技術の有する問題点を解決
しようとするものであり、含塵ガスから効率よく粉塵を
除去し得、かつ高い粉塵濃度の含塵ガスに長時間連続的
に適用しても濾過効率の低下の少ない、しかもコンパク
トな集塵装置を提供することを目的とする。

「発明の概要」本発明は、含塵ガス導入口を備える入口ヘッダと、清浄
ガス取出し口と、ダストホッパとを有する缶体内に、通
気性を有する多孔質体よりなる濾筒が配置され、前記含
塵ガス導入口から前記濾筒内部を通り前記ダストホッパ
に至る含塵ガス流路と、前記濾筒外周から前記清浄ガス
取出し口に至る清浄ガス流路とが形成された集塵装置に
おいて、前記濾筒が上下方向に複数段に分割されて形成
され、各段の濾筒の上流にはそれぞれルーバ除塵器が配
置され、各段の濾筒内部には、上流のルーバ除塵器で処
理されて得られる低含塵ガスが導入せしめられ、ルーバ
除塵器で処理されて得られる高含塵ガスまたは粉塵は、
前記低含塵ガスの流路および前記清浄ガス流路と区画し
て設けられた導管を経て下流のルーバ除塵器内または前
記ダストホッパに通じるようにされていることを特徴と
する。

したがって、含塵ガスは、まず含塵ガス導入口から第１
段のルーバ除塵器に導入される。そしてこのルーバ除塵
器において、含塵ガス中の主要な粉塵、特には粗大な粉
塵がガスの主流から分離され、分離された粉塵、または
こうした粉塵を多含する高含塵ガス（粉塵濃度の高いガ
ス）は導管を通ってそのまま第２段以降のルーバ除塵器
内またはダストホッパに導かれる。また、主要な粉塵を
除去されて得られる低含塵ガス（粉塵濃度の低いガス）
は、第１段の濾筒の内部に入り、この濾筒の隔壁を通し
て清浄化され、清浄ガス流路を通って清浄ガス取出し口
から取出される。そして、この濾筒で分離された粉塵
は、そのまま濾筒内部を通って第２段のルーバ除塵器に
導かれる。

第２段のルーバ除塵器内には第１段の濾筒で分離された
粉塵、またはこの粉塵を多含する高含塵ガスが導入され
る。第１段のルーバ除塵器で処理されて得られる粉塵ま
たは高含塵ガスも好ましくはこの第２段ルーバ除塵器内
に導かれる。かくして第２段のルーバ除塵器内に導入さ
れた含塵ガスは再び高含塵ガスまたは粉塵と低含塵ガス
に分離され、高含塵ガスまたは粉塵は導管を通って第３
段以降のルーバ除塵器内またはダストホッパに導かれ、
低含塵ガスは第２段の濾筒の内部に入る。

以下同様にして所要段数のルーバ除塵器と濾筒とによる
処理を経たのち、最下段のルーバ除塵器で処理されて得
られる粉塵または高含塵ガスは導管を経てダストホッパ
に導かれ、最下段の濾筒で分離された粉塵または高含塵
ガスもダストホッパに導かれる。

このように、ルーバ除塵器によって含塵ガス中の主要な
粉塵を除去した後、濾筒に通して除塵を行なうようにし
たので、濾筒内壁に堆積する粉塵の量を少なくして濾筒
の目づまりを長期間防止することができ、ガスの圧力損
失を増大させることなく安定した長期間の連続運転を可
能とすることができる。また、予備除塵手段としてルー
バ除塵器を採用し、このルーバ除塵器を一体化された缶
体内に組込むことにより、装置をコンパクトにすること
ができる。

「発明の実施例」第１図には、本発明の集塵装置の一実施例が示されてい
る。

この集塵装置は、上端部に含塵ガス導入口11を備えた入
口ヘッダ10を有し、下端部には操作時においては閉鎖さ
れ、また堆積した粉塵を除去する際には開放される粉塵
排出口51を備えたダストホッパ50を有し、また側面部に
はそれぞれ複数の清浄ガス取出し口24、44を有する缶体
60を備えている。

缶体60は上方より順に入口ヘッダ10、濾筒部20、接続部
30、濾筒部40、ダストホッパ50の各部から構成され、全
体として塔状に一体化されている。

濾筒部20内には、複数の管板21が上下に多段状に横架し
て配設され、これらの管板21を介して複数の濾筒22が互
いに平行に上下に立設されて支持されている。各濾筒22
は、上下に連続した一本のものからなっていてもよい
が、複数本のものが中段の管板21において上下に接続さ
れて構成されていてもよい。

各濾筒22の外周は、清浄ガス取出し口24に通ずる清浄ガ
ス室23となっており、これらの濾筒22により、含塵ガス
流路Ａと清浄ガス流路Ｂが区画されている。

濾筒部40にも濾筒部20と同様にして、缶板41、濾筒42、
清浄ガス室43、清浄ガス取出し口44が配設されている。

入口ヘッダ10内にはルーバ除塵器12が配置され、含塵ガ
ス導入口11からの含塵ガスはその全てが、まず、このル
ーバ除塵器12によって処理されるようにされている。ル
ーバ除塵器12の下端部は濾筒部20に設けた導管25に接続
されている。

この導管25は濾筒部20の清浄ガス流路Ｂを貫通して接続
部30に設けたルーバ除塵器32内まで延長されており、ル
ーバ除塵器12と共に管路Ｃを構成している。したがって
導管25は濾筒部20の上縁から下縁に至る間にあっては、
ルーバ除塵器12で処理されて得られる低含塵ガスの流路
とは隔離され、かつ、清浄ガス流路Ｂとも隔離されてい
る。

ルーバ除塵器12の外周は含塵ガス室13となっており、ル
ーバ除塵器12で処理されて得られる低含塵ガスはこの含
塵ガス室13から各濾筒22内に送入される。

同様にして接続部30内にはルーバ除塵器32が配置され、
濾筒22内を降下してきた粉塵または高含塵ガス、および
導管25内を降下してきた粉塵または高含塵ガスは、その
全てがこのルーバ除塵器32内に入って処理されるように
されている。ルーバ除塵器32の下端部は濾筒部40に設け
た導管45に接続され、この導管45は導管25と同様にして
ダストホッパ50へと延長されており、ルーバ除塵器32と
共に管路Ｃを構成している。このルーバ除塵器32の外周
は含塵ガス室33となっており、ルーバ除塵器32で処理さ
れたガスはこの含塵ガス室33から各濾筒42内に送入され
る。なお、導管45の下端部は、ダストホッパ50の底部の
粉体層52内に挿入されている。

ルーバ除塵器12、32の材質は、金属、セラミックスなど
各種のものが使用できるが、高温排ガスに適用するため
には、耐熱性に優れたセラミックスが好ましい。また、
濾筒22、42の材質も、焼結金属、セラミックス織布、セ
ラミックス不織布、多孔質セラミックスなどの各種のも
のが使用できるが、高温排ガスに適用するためには、耐
熱性に優れた多孔質セラミックスが好ましい。

この集塵装置においては、含塵ガスが含塵ガス導入口11
より導入されると、ガス流はその流れの向きを変えてル
ーバ除塵器12の各羽根の間隙を通過して含塵ガス室13へ
と流れこむ。一方、含塵ガス中の主要な粉塵はその運動
方向を変えがたく、慣性力により下方へと降下するた
め、羽根の間隙を通過することなく、そのまま導管25を
通ってルーバ除塵器32に集められる。その際、ガスの一
部が随伴してもよく、そのときにはルーバ除塵器12から
の高含塵ガスがルーバ除塵器32内に導かれることにな
る。

ルーバ除塵器12で処理されて粉塵濃度が低くなったガス
は、含塵ガス室13より各濾筒22内に導入され、各濾筒22
の壁面を通過して清浄化される。こうして清浄化された
ガスは、清浄ガス室23から清浄ガス取出し口24へと導出
される。一方、濾筒22によって捕捉された粉塵は、濾筒
22内部を下降してルーバ除塵器32内に集められる。この
際、濾筒22の壁面を通過できなかった余剰ガスは、粉塵
とともに高含塵ガスとなってルーバ除塵器32内に導かれ
ることになる。

ルーバ除塵器32および濾筒部40においてもルーバ除塵器
12および濾筒部20とほぼ同様にして集塵操作が行なわ
れ、導管45内を降下してきた粉塵および濾筒42内を降下
してきた粉塵はいずれもダストホッパ50内に集められ、
適当な時期に系外に排出されるとともに、清浄ガスが清
浄ガス取出し口44から導出される。

このように、含塵ガスを予めルーバ除塵器12、32で処理
して主要な粉塵を除いた後、それぞれ濾筒22、42内に導
入してさらに除塵を行なうようにしたので、濾筒22、42
の内壁に堆積する粉塵の量は比較的少なく、長期間運転
しても目づまりが生じにくくなる。勿論、長期間の運転
の後、濾筒22、42の壁面に粉塵が付着して所定の通気抵
抗以上となった場合には、清浄ガス取出し口24、44から
流体を送入し、清浄ガス流路Ｂ側から含塵ガス流路Ａ側
へと通気し、逆洗操作を行なうこともできる。

また、本実施例においては、含塵ガスが導管45を通って
ダストホッパ50側から濾筒42内へ侵入しないように、導
管45の先端を粉体層52内に挿入してあるが、集塵器の性
能上問題のない場合には、粉体層52は無くてもよいし、
あるいはダストホッパ50内であって粉体層52よりも上の
方の空間に導管45の先端を開口させてもよい。

上記実施例では、ルーバ除塵器と濾筒部とのセットが上
下方向に２段の構成を有するものを示したが、同様にし
て上下方向に多数段の構成を有するものとしてもよい。

第２図には、これらの実施例において採用されるルーバ
除塵器12の一例が示されている（反復部分の多くは破線
にて略示している）。このルーバ除塵器12は、含塵ガス
が流入する管路Ｃの両側に、複数枚の羽根15を傾斜させ
て互いに平行に配列し、管路Ｃの含塵ガス流入方向に対
して斜め後方に開口する間隙14を形成するようにしたも
のである。

この場合、管路Ｃは全体として下流に向けて次第に狭め
られるように構成されており、そのＶ形角度θ１は４°
程度とされる。また、管路Ｃに対する羽根15の傾斜角θ
２は20°程度とされる。さらに、羽根15の厚さｔは10m
m、幅Ｗは40mm、間隔Ｇは60mm、羽根15の枚数は片側で1
8枚程度とされる。

こうした条件で構成されたルーバ除塵器12は、100μｍ
以上の粒径の粉塵を95％程度分離することができ、結果
的に濾筒22にて捕捉される粉塵を60％程度削減すること
ができる。それに伴なって逆洗操作に使用するユーティ
リティも50〜60％程度削減することができる。

なお、ルーバ除塵器32もルーバ除塵器12と同様のものが
採用できるとともに、これらのルーバ除塵器12、32の設
計条件は、含塵ガスの速度や処理量などによって適宜変
更可能である。

また、本発明の集塵器は、スペース・セービングの見地
からも、予備除塵装置としてサイクロン、ダストキャッ
チャを設置した場合に比べてはるかに小規模であり（容
積、設置面積とも1/2以下）、ルーバ除塵器と本体集塵
器を別置した場合と比較しても容積で約15％削減でき、
さらに途中の配管などによる圧力損失をなくすことがで
きるために、別置方式に比較して約20％程度圧力損失を
低下できる。

また、本発明の集塵装置において、ルーバ除塵器12は縦
置き、すなわち含塵ガス導入口11からの含塵ガスが下向
きに流れるようにされているが、これに代えて、含塵ガ
ス導入口11を入口ヘッダ10の側方に設け、ルーバ除塵器
12を横置きとしてもよく、これにより缶体60の高さを短
縮したり、省スペースを図ることができる。また、この
ような場合には、導管25を入口ヘッダ10から缶体60内に
入ってルーバ除塵器32内またはダストホッパ50内にて開
口するようにしてもよい。

また第１図の実施例において、導管25はルーバ除塵器32
内で開口する代りに、さらに下方まで延長してダストホ
ッパ50内で開口するようにしてもよい。

さらに、本発明の集塵装置において、導管25、45は、そ
れぞれ濾筒22、42内部を貫通した構造とすることも可能
である。かかる構造の典型例が第３図に示されている。
この場合、管路Ｃと清浄ガス流路Ｂとを隔離するために
導管25、45を管板21、41によってシールする必要がなく
なり、管板21、41でシールする際の導管25、45の熱膨張
を考慮する必要がなくなる。このため、シール構造が簡
略化される利点がある。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、含塵ガスを予め
ルーバ除塵器で処理して主要な粉塵を除いた後、濾筒内
に送入して濾筒の隔壁を通してさらに清浄化するように
したので、濾筒内壁に堆積する粉塵の量を少なくし、濾
筒の目づまりを防止して、長期間の安定した連続運転が
可能となる。また、濾筒における粉塵付着による圧力損
失の上昇速度も低下するため、フィルター差圧が低減で
き、この結果システムに必要とされるガス圧送などに要
するファンの動力を低減することができる。さらに、回
収されたダストの再資源化、および高温ガスからの直接
除塵の可能性による後流での熱回収効果が大であるこ
と、後流でのメンテナンスが楽であることなどを合わせ
ると、省エネルギー効果が大きなことが認められる。

さらにまた、予備除塵手段としてルーバ除塵器を用い、
これを缶体内に一体化したことにより、装置をコンパク
トにすることができる。

そのうえ本発明は、集塵装置の規模が大きくなり、設置
面積等の関係から長手方向に大きく設計しなければなら
ない場合に好適であり、しかも、その際の濾筒の長さを
短くでき、したがって濾筒の製作も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の集塵装置の一実施例を示す縦断面図、
第２図は本発明の集塵装置に採用しうるルーバ除塵器の
一例を示す断面図、第３図は本発明の集塵装置の別の実
施例を示す縦断面図である。 10:入口ヘッダ、11:含塵ガス導入口 12、32:ルーバ除塵器、20、40:濾筒部 22、42:濾筒、24、44:清浄ガス取出し口 25、45:導管、50:ダストホッパ 60:缶体、A:含塵ガス流路、 B:清浄ガス流路、C:管路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐竹正弘東京都千代田区丸の内２丁目１番２号旭硝子株式会社内 (72)発明者新井義正東京都千代田区丸の内２丁目１番２号旭硝子株式会社内 (56)参考文献特開昭60−118212（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−51405（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含塵ガス導入口を備える入口ヘッダと、清
浄ガス取出し口と、ダストホッパとを有する缶体内に、
通気性を有する多孔質体よりなる濾筒が配置され、前記
含塵ガス導入口から前記濾筒内部を通り前記ダストホッ
パに至る含塵ガス流路と、前記濾筒外周から前記清浄ガ
ス取出し口に至る清浄ガス流路とが形成された集塵装置
において、前記濾筒が上下方向に複数段に分割されて形
成され、各段の濾筒の上流にはそれぞれルーバ除塵器が
配置され、各段の濾筒内部には、上流のルーバ除塵器で
処理されて得られる低含塵ガスが導入せしめられ、ルー
バ除塵器で処理されて得られる高含塵ガスまたは粉塵
は、前記低含塵ガスの流路および前記清浄ガス流路と区
画して設けられた導管を経て下流のルーバ除塵器内また
は前記ダストホッパに通じるようにされていることを特
徴とする集塵装置。
【請求項２】前記濾筒はセラミックス製である特許請求
の範囲第１項記載の集塵装置。
【請求項３】前記導管の少なくとも一つは前記濾筒の内
部を貫通している特許請求の範囲第１項または第２項記
載の集塵装置。