JPH0687932B2

JPH0687932B2 - 集塵装置

Info

Publication number: JPH0687932B2
Application number: JP61198159A
Authority: JP
Inventors: 紀之織田; 徹雄竹原; 正弘佐竹
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1986-08-26
Filing date: 1986-08-26
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPS6354913A

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装入し、濾筒の壁面を通過
させて清浄ガスを取り出すものである。一方濾筒の壁面
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
濃度を低減させておくことは有用である。しかしなが
ら、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。

そこで本発明者らは、先に特願昭61-122368において、
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
記入口ヘッダ内には前記含塵ガス導入口からの含塵ガス
が処理されるルーバ除塵器が配置され、このルーバ除塵
器のガス流出口は前記濾筒の入口に連通され、前記ルー
バ除塵器の粉塵流出口は導管を通して前記ダストホッパ
に通じていることを特徴とする集塵装置を提案した。

この集塵装置では、ルーバ除塵器の粉塵流出口は導管を
経てダストホッパ内に開口している。

したがって導管の開口端がダストホッパ底部の粉体層内
に挿入されていると、この粉体層がガス流れを閉塞し、
ルーバ除塵器の粉塵流出口でのガス流速がゼロとなる。
そのため、ルーバ除塵器で分離されるのは比較的粗大な
粉塵に限られていた。またルーバ除塵器に導入される含
塵ガス流速が低下すると、ルーバ除塵器の集塵効率も、
この流速低下の影響をもろに受けて、大幅に低下するも
のであった。

一方、導管の開口端が前述の粉体層よりも上部にあった
り、粉体層が無い場合には、ルーバ除塵器の粉塵流出口
からの含塵ガスが、導管を通りダストホッパを経て濾筒
内に上向きに逆流したりする問題点があった。

「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、すなわち、含塵ガスから効率
よく粉塵を除去し得、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が少なく、ルーバ除
塵器での集塵効率が高く維持され、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、前記入口ヘッダ内には前記含塵ガス導入口から
の含塵ガスが処理されるルーバ除塵器が配置され、この
ルーバ除塵器の低含塵ガス流出口は前記濾筒の入口に連
通され、前記ルーバ除塵器の高含塵ガス流出口は別異の
集塵装置の含塵ガス導入口に通じ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ルー
バ除塵器に導入される。ルーバ除塵器において、含塵ガ
ス中の粗大な粉塵の大部分のみならず、中程度ないしは
微細な粉塵のかなりの部分が、ガス主流と分離され、少
量のガスとともに高含塵ガス、すなわち、導入された含
塵ガスよりは粉塵濃度の高くなったガスを形成する。こ
の高含塵ガスはルーバ除塵器の高含塵ガス流出口を経て
別異の集塵装置の含塵ガス導入口に導かれ、この別異の
集塵装置によって清浄ガスまたは低含塵ガスと粉塵とに
分離される。

また、ガス主流は、主として中程度ないしは微細な粉塵
を若干量含有していて低含塵ガス、すなわち、導入され
た含塵ガスよりは粉塵濃度の低くなったガスを形成す
る。この低含塵ガスは、ルーバ除塵器の低含塵ガス流出
口を出てからこれに連通する濾筒入口に導かれ、さらに
濾筒内部に入り、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、濾筒で分離された粉塵は、そのまま濾筒内部を通
ってダストホッパに集められる。

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。

そしてルーバ除塵器の高含塵ガス流出口は別異の集塵装
置の含塵ガス導入口に通じているので、この別異の集塵
装置を作動せしめることにより、この高含塵ガス流出口
では、つねにある程度の速度をもってガスが流れている
こととなる。したがって、この高含塵ガス流出口でのガ
ス流れがない場合に比べてルーバ除塵器の集塵効率が向
上し、比較的粗大な粉塵に限られず、中程度ないしは微
細な粉塵のかなりの部分もガス主流から分離されること
となる。また、このように高含塵ガス流出口で、ある程
度のガス流速を備えていることにより、含塵ガス流速が
大幅に低下してもルーバ除塵器の集塵効率はそれほど低
下しない。これらのことは濾筒での集塵負荷の低減とな
って濾筒の逆洗頻度の低下をはじめとして、装置の運転
の効率化に寄与する。

「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、全体として主集塵装置Ｄおよび副集塵
装置Ｅから構成されている。

主集塵装置Ｄは上端部に含塵ガス導入口１を備えた入口
ヘッダ15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ダス
ト排出口16を備えたダストホッパ２を有し、また側面部
に複数の清浄ガス取出し口３を有する缶体４を備えてい
る。

缶体４内には、複数の管板５が上下に多段状に配設さ
れ、これらの管板５を介して複数の濾筒６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６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５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６の外周は、清浄ガス室11とな
っており、これらの濾筒６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。

入口ヘッダ15内にはルーバ除塵器７が配置され、含塵ガ
ス導入口１からの含塵ガスは、まず、このルーバ除塵器
７によって処理されるようにされている。ルーバ除塵器
７の下端部は導管８に接続され、この導管８は前記清浄
ガス流路Ｂと隔離されて別異の集塵装置である副集塵装
置Ｅへと延長されており、ルーバ除塵器７と共に管路Ｃ
を構成している。

副集塵装置Ｅは主集塵装置Ｄと同タイプの濾過式集塵装
置であり、主集塵装置Ｄよりかなり小規模とされてい
る。副集塵装置Ｅは含塵ガス導入口17、濾過体18、清浄
ガス出口19、ダストホッパ20を備え、管路Ｃが含塵ガス
導入口17に接続されている。清浄ガス出口19は前記清浄
ガス流路Ｂに接続されてもよいし、独立していてもよ
い。また、ダストホッパ20も主集塵装置Ｄのダストホッ
パ２に接続されてもよいし、独立していてもよい。さら
に主集塵装置Ｄと同様な構成をとって、ルーバ除塵器を
備えることも可能である。

ルーバ除塵器７の外周は含塵ガス室９となっており、ル
ーバ除塵器７で処理されたガスはこの含塵ガス室９から
各濾筒６内に送入される。

ルーバ除塵器７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６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１
より導入されると、ガス主流はその流れの向きを変えて
ルーバ除塵器７の各羽根の間隙を通過して含塵ガス室９
へと流れこむ。一方、含塵ガス中の粗大粉塵をはじめと
する多くの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、ルーバ除塵器７の間隙を通
過することなく、そのまま導管８を通って一部のガスと
ともに高含塵ガスとなって副集塵装置Ｅの含塵ガス導入
口17に導かれる。この高含塵ガスは副集塵装置Ｅの濾過
体18にて粉塵と清浄ガスとに分離され、清浄ガスは清浄
ガス出口19より導出され、粉塵はダストホッパ20に集め
られる。

ルーバ除塵器７により、粉塵濃度が低くなったガスは、
含塵ガス室９より各濾筒６内に導入され、各濾筒６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11から清浄ガス取出し口３へと導出され
る。一方、濾筒６によって捕捉された粉塵は、濾筒６内
部を下降してダストホッパ２へ集められる。

このように、含塵ガスを予めレーバ除塵器７で処理して
主要な粉塵を除いた後、濾筒６内に導入してさらに除塵
を行なうようにしたので、濾筒６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６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３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。

第２図には、本発明の集塵装置の別の実施例が示されて
いる。この実施例は、集塵装置の規模が大きくなった場
合に好適な例である。すなわち、入口ヘッダ15内には含
塵ガス導入口１からの含塵ガスを処理するための複数の
ルーバ除塵器７が並列に配置され、各ルーバ除塵器７は
それぞれ個別の導管８に接続され、複数の管路Ｃを構成
している。そして、各導管８は副集塵装置Ｅへと延長さ
れている。ルーバ除塵器７の外周は含塵ガス室９となっ
ており、ルーバ除塵器７で処理されたガスはこの含塵ガ
ス室９から対応する各濾筒６に導かれる。この実施例で
は、各ルーバ除塵器７とそれに対応する濾筒６の群とを
一つの区画に仕切る隔壁12が設けられているが、この隔
壁12は必ずしも必須なものではない。

したがって、この実施例では、含塵ガス導入口１より導
入された含塵ガスは、複数のルーバ除塵器７によって処
理され、主要な粉塵を除去されて含塵ガス室９内に流出
した後、対応する各濾筒６内に導入される。そして、各
濾筒６の隔壁を通過してさらに残存する粉塵を除去さ
れ、清浄ガス室11から清浄ガス取出し口３へ導出され
る。このように、含塵ガスを複数のルーバ除塵器７で処
理するので、含塵ガスの流量が多い場合にもガスの圧損
を増大させることなく、一度に処理することが可能であ
る。

第３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７の一例が示されている。このルーバ除塵器７
は、含塵ガスが流入する管路Ｃの両側に、複数枚の羽根
13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13の傾斜角θ２は20゜程度とされる。さら
に、羽根13の厚さｔは10mm、幅Ｗは40mm、間隔Ｇは60m
m、羽根13の枚数は片側で18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７は、導入され
る含塵ガス流量の約10％を導管８から導出させることに
より、60μｍ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６にて捕捉される粉塵を80％程度
削減することができる。それに伴なって逆洗操作に作用
するユーティリティも70〜80％程度削減することができ
る。なお、上記ルーバ除塵器７の条件は、含塵ガスの流
速や処理量などによって適宜設計変更されるものであ
る。

本発明の集塵装置は、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）、ルーバ除塵器と主集塵装置Ｄ
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。副集塵装置Ｅは主集塵装置Ｄの６〜８％程度
の規模で充分なことが多い。

本発明の集塵装置において、ルーバ除塵器７を第４図お
よび第５図に示すような横置きとすることもできる。す
なわち、缶体４の上部に、側方に開口する含塵ガス導入
口１を備える入口ヘッダ15が設けられ、この含塵ガス導
入口１に連続してルーバ除塵器７が横置きに配置されて
いる。ルーバ除塵器７の高含塵ガス流出口に接続された
導管８は、缶体４と分離して外部に引き出され、副集塵
装置Ｅに連通されている。含塵ガスは、ルーバ除塵器７
で主要な粉塵を除去された後、含塵ガス室９に流出し、
濾筒６を通ってその隔壁から清浄ガス室11に流出し、清
浄化されて清浄ガス取出し口３から取出される。ルーバ
除塵器７で分離された主要な粉塵は、少量のガスに随伴
して導管８を通って副集塵装置Ｅにて処理されるダスト
ホッパ20に集められ、濾筒６で分離された粉塵はそのま
ま濾筒６を通ってダストホッパ２に集められる。

このようにルーバ除塵器７を横置きとすることにより、
より省スペース化することができる。しかし、粉塵比重
が大きな含塵ガスの場合にはガス流速が大きくとらない
とルーバ床にダストが堆積するおそれがあり、そのよう
な場合は前記の実施例において示したように縦置きとす
ることが好ましい。

また、本発明の集塵装置において、ルーバ除塵器７と連
結される導管８は、濾筒６内部に挿通された構造とする
ことも可能である。かかる構造の典型例が第６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８を管板５によってシールする必要がな
くなり、管板５でシールする際の導管８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去した後、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
のルーバ除塵器の高含塵ガス流出口を別異の集塵装置の
含塵ガス導入口に通じるようにして、ルーバ除塵器にブ
ローダウン機能を持たせたため、除塵効率が向上する。
またルーバ除塵器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。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の集塵装置のそれぞれ異
なる実施例を示す縦断面図、第３図は本発明の集塵装置
に用いられ得るルーバ除塵器の一例を示す断面図、第４
図は本発明の集塵装置のさらに別の実施例を示す縦断面
図、第５図は第４図におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図、
第６図は本発明の集塵装置のさらにまた別の実施例を示
す縦断面図である。 1:含塵ガス導入口、2:ダストホッパ、 3:清浄ガス取出し口、4:缶体、5:管板、 6:濾筒、7:ルーバ除塵器、8:導管、 9:含塵ガス室、11:清浄ガス室、 15:入口ヘッダ、A:含塵ガス流路、 B:清浄ガス流路、C:管路、 D:主集塵装置、E:副集塵装置。

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、前記入口ヘッダ内には前記含塵ガス導入口か
らの含塵ガスが処理されるルーバ除塵器が配置され、こ
のルーバ除塵器の低含塵ガス流出口は前記濾筒の入口に
連通され、前記ルーバ除塵器の高含塵ガス流出口は別異
の集塵装置の含塵ガス導入口に通じていることを特徴と
する集塵装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記入口
ヘッダ内には前記含塵ガス導入口からの含塵ガスが処理
される複数のルーバ除塵器が配置され、これらのルーバ
除塵器の低含塵ガス流出口が前記濾筒の入口に連通さ
れ、これらのルーバ除塵器の高含塵ガス流出口が別異の
集塵装置の含塵ガス導入口に通じている集塵装置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、前記濾筒はセラミックスからなる集塵装置。
【請求項４】特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
れか一において、前記ルーバ除塵器の高含塵ガス流出口
は導管を経て別異の集塵装置の含塵ガス導入口に通じて
おり、該導管は前記濾筒の内部に挿通されている集塵装
置。