JPH07251019A - 高温ガス中の微粉体の回収方法および回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高温ガス中の微粉体をセラミックフイルタを使
用して効率良く回収すること。 【構成】上流側端が開口し下流側端が閉塞する多数の流
入孔および上流側端が閉塞し下流側端が開口する多数の
流出孔を有するセラミックフィルタを使用する高温ガス
中の微粉体の回収方法、および回収装置であり、高温ガ
スをセラミックフィルタの上流側端から各流入孔に供給
するとともに各流出孔側へ透過させて微粉体を各流入孔
の周壁に付着させ、かつこの間高圧ガスをセラミックフ
ィルタの下流側端から同下流側端の予め設定された区画
毎に順次噴射して、各流入孔の周壁に付着する微粉体を
順次離脱させること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合酸化鉄製造プロセ
スで生成される高温ガス中に含まれる微粉の複合酸化鉄
等、高温ガス中に含まれる微粉体を高温ガスから分離し
て回収するための高温ガス中の微粉体の回収方法、およ
び回収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス中に含まれる微粉体を回収す
る手段としてはサイクロンを使用する回収方法、湿式法
による回収方法、バグフィルタを使用する回収方法等が
知られている。これらの回収方法のうち、バグフィルタ
を使用する回収方法においては、被処理ガスが高温ガス
であることから耐熱性等の問題があり、高温の被処理ガ
スを予め冷却処理する手段が必要である。このため、回
収装置には高温ガスの冷却器、各種の配管等が必要であ
るとともに、高温ガスの冷却に伴う結露が発生し、また
これに伴う腐食が発生するという大きな問題がある。そ
の上、粒子径が数μｍ以下という微粉体においては、フ
ィルタに対する付着力が強くてバグフイルタからの離脱
が困難であるとともに、微粉体は自由沈降速度が小さい
ために一旦バグフィルタから離脱してもホッパーへの沈
降に時間がかかり、この結果装置のケーシング内での粉
体の濃度が高くなって装置におけるガス供給口側と流出
口側との差圧が高くなるという問題が発生する。

【０００３】一方、サイクロンを使用する回収方法およ
び湿式法による回収方法においては、高温ガス中の微粉
体の回収には適しているが、前者の回収方法では微粉体
の回収率が低く、また後者の回収方法では微粉体の回収
率が低い上に、微粉体の回収後に発生する廃液の処理が
難しいという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、高温ガスを被処
理ガスとする集塵用フイルタとして、ハニカム型のセラ
ミックフィルタが開発されている。当該セラミックフィ
ルタは耐熱性および耐腐食性に優れているとともに、処
理面積が大きくて処理効率が高いという利点がある。こ
のため、高温ガス中の微粉体の回収に処理面積の大きい
セラミックフィルタを使用することが有利であり、従っ
て、本発明の目的は、当該セラミックフィルタ等を使用
して高温ガス中の微粉体を高温下で効率よく回収できる
回収方法および回収装置を提供して、微粉体の回収コス
トの低減を図るとともに、高温ガス中の微粉体の冷却に
伴う特性の低下、および微粉体のリークがない精密な回
収を可能にすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は高温ガス中の微
粉体の回収方法および回収装置に関するもので、当該回
収方法は、上流側端が開口するとともに下流側端が閉塞
する多数の流入孔および上流側端が閉塞するとともに下
流側端が開口する多数の流出孔を有するセラミックフィ
ルタを使用する高温ガス中の微粉体の回収方法であり、
前記高温ガスを前記セラミックフィルタの上流側端から
前記各流入孔に供給するとともに前記各流出孔側へ透過
させて前記微粉体を前記各流入孔の周壁に付着させ、か
つこの間高圧ガスを前記セラミックフィルタの下流側端
から同下流側端の予め設定された区画毎に順次噴射し
て、前記各流入孔の周壁に付着する微粉体を順次離脱さ
せることを特徴とするものである。

【０００６】また、本発明の高温ガス中の微粉体の回収
装置は上記した微粉体の回収方法に使用する回収装置で
あり、前記高温ガスの供給口および流出口を有するケー
シングと、上流側端が開口するとともに下流側端が閉塞
する多数の流入孔および上流側端が閉塞するとともに下
流側端が開口する多数の流出孔を有し前記ケーシング内
にて前記供給口および流出口間に配設されるセラミック
フィルタと、前記ケーシング内にて前記セラミックフィ
ルタの下流側に配設され高圧ガスを前記セラミックフィ
ルタの下流側端から同下流側端の予め設定された区画毎
に順次噴射する高圧ガス噴射機構と、前記ケーシングの
下端開口部に位置し前記微粉体を収容する収容部を備え
ていることを特徴とするものである。

【０００７】本発明の微粉体の回収装置においては、前
記セラミックフィルタを、多数の流入孔および流出孔を
有する複数個のフィルタエレメントで形成するととも
に、前記高圧ガス噴射機構を、前記セラミックフイルタ
の各フィルタエレメントの下流側端に対向し高圧ガスを
順次噴射する複数の高圧ガス噴射手段を備えた構成とす
ること、前記高圧ガス噴射手段を、前記セラミックフィ
ルタの各フィルタエレメントの下流側端にそれぞれ対向
する複数本の噴射パイプにて構成すること、前記噴射パ
イプの高圧ガス噴射孔を、前記フィルタエレメントの下
流側端に近接しかつ分散して設けるようにすることがで
きる。

【０００８】噴射された高圧ガスの流速は、セラミック
フイルタの周壁を透過した上流側端において１０数ｍ／
ｓｅｃであること、また噴射パイプの高圧ガス噴射孔は
セラミックフィルタの下流側端に対して５ｍｍ〜１５０
ｍｍの間隔の範囲に近接して設けること、および高圧ガ
スの速度分布は望ましくは３０％以下とする。なお、本
発明で採用するセラミックフィルタとしては、蜂巣状の
ハニカム型セラミックフィルタ、蓮根状のモノリス型セ
ラミックフィルタ等を挙げることができる。

【０００９】

【発明の作用・効果】本発明に係る微粉体の回収方法お
よび回収装置においては、微粉体を含む高温ガスをセラ
ミックフィルタの上流端側から各流入孔に供給する。こ
れにより、セラミックフイルタの上流側端の各流入孔に
供給された高温ガスは各流入孔の周壁を透過して各流出
孔に流入し、各流出孔の下流側端の開口から流出する。
この間、高温ガス中の微粉体は各流入孔の周壁に捕捉さ
れて付着し、清浄な高温ガスのみが流出する。一方、高
温ガスの供給中にセラミックフィルタの下流側端では、
高圧ガスを前記セラミックフィルタの下流側端から各流
出孔へ噴射する。これにより、高圧ガスは各流出孔の周
壁を透過して各流入孔に流入し、各流入孔の周壁に付着
する微粉体を離脱させて、微粉体が回収される。

【００１０】ところで、本発明においては、各流入孔の
周壁に付着する微粉体を離脱させるための高圧ガスの噴
射を、セラミックフィルタの下流側端においてその予め
設定された各区画毎に順次行うようにしている。このた
め、セラミックフィルタの下流側端の全体に高圧ガスを
噴射する場合に比較して高圧ガスの流速を局部的に著し
く高くすることができ、付着力の強い微粉体の高圧ガス
による離脱を効率よくかつ均一に行うことができるとと
もに、微粉体に対して離脱作用をした高圧ガスの流れは
微粉体の収容部側に向かうため、微粉体の回収効率を上
記離脱効率と相乗して一層向上させることができる。ま
た、高圧ガスの一度に噴射される量が少ないことから、
セラミックフィルタの上流側端での高圧ガスによる圧力
上昇が少なくて、高温ガスの供給源側への高圧ガスの影
響を抑制することができる。

【００１１】また、本発明においては、セラミックフィ
ルタとして複数のフィルタエレメントを並列配置してな
るセラミックフィルタを採用するとともに、高圧ガス噴
射機構として各フィルタエレメントの下流側端に対向す
る複数の高圧ガス噴射手段を備えたものを採用すること
により、微粉体の回収を効率よく行うことができる。特
に、各高圧ガス噴射手段を各噴射パイプにて構成するこ
と、噴射パイプの高圧ガス噴射孔をフィルタエレメント
の下流側端に近接しかつ分散して設けているため、高圧
ガスの噴射を強力にすることができて微粉体の回収を一
層効率よく行うことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
するに、図１には本発明に係る微粉体の回収装置の概略
構成が示されている。当該回収装置１０はケーシング１
０ａ、セラミックフィルタ１０ｂおよび高圧ガス噴射機
構１０ｃにて構成されている。ケーシング１０ａは密閉
状の収納塔であって、上側のケーシング本体１１と、下
側の回収ボックス１２と、ケーシング本体１１の上方を
覆うカバー１３とにより構成されている。ケーシング本
体１１は断面角形の筒体でその下方が中心部へ漸次縮径
するホッパ状に形成されており、下端開口部１１ａには
回収ボックス１２が連結されている。また、ケーシング
本体１１にはその中間側部に供給口１１ｂが形成されて
おり、かつその上方側部には流出口１１ｃが形成されて
いる。当該回収装置１０においては、ケーシング本体１
１内にセラミックフイルタ１０ｂが収容されており、ま
た高圧ガス噴射機構１０ｃがケーシング本体１１の上部
に組付けたカバー１３を通して、ケーシング本体１１内
の上方に臨んでいる。

【００１３】セラミックフィルタ１０ｂはハニカム型の
フィルタエレメント１４を多数並列配置して一体化して
なるもので、図２でフィルタエレメントの上流側端面
（同図ａ），下流側端面（同図ｂ）を示すように、上流
側端が開口するとともに下流側端が閉塞する多数の流入
孔１４ａと、上流側端が閉塞するとともに下流側端が開
口する多数の流出孔１４ｂとを備えている。流入孔１４
ａと流出孔１４ｂとは互いに千鳥状に配列されている。
セラミックフィルタ１０ｂはより具体的には縦４本、横
５本のフィルタエレメント１４からなり、外周側から枠
体１５ａにて締め付けられ、かつ上下両端を支持体１５
ｂ，１５ｃにて支持されて一体化されており、ケーシン
グ本体１１内に設けた支持板１１ｄ上に支持されて、供
給口１１ｂと流出口１１ｃとの間に配置されている。

【００１４】高圧ガス噴射機構１０ｃは図１、図２〜図
５に示すように、エアヘッダ１６に接続されたメインパ
イプ１７ａ、各分岐パイプ１７ｂ、各導入パイプ１７
ｃ、各噴射パイプ１７ｄ、および各電磁バルブ１８によ
り構成されている。メインパイプ１７ａはケーシング１
０ａを構成するカバー１３の外側に位置し、また各分岐
パイプ１７ｂはメインパイプ１７ａに長手方向に等間隔
に接続されて、カバー１３の上面に固定されて並列配置
されている。各分岐パイプ１７ｂには各導入パイプ１７
ｃが長手方向に等間隔に接続されていて、カバー１３の
上面を貫通してカバー１３内に延びている。また、各導
入パイプ１７ｃの下端部には各噴射パイプ１７ｄが接続
されていて、これらの各接続部位に各電磁バルブ１８が
介装されている。

【００１５】各導入パイプ１７ｃおよび各噴射パイプ１
７ｄにおいては、セラミックフィルタ１０ｂを構成する
各フィルタエレメント１４に対応する本数が使用されて
おり、各噴射パイプ１７ｄの先端が各フィルタエレメン
ト１４の下流側端にそれぞれ対向している。各噴射パイ
プ１７ｃの先端には多数の噴射孔が形成されていて、噴
射ノズルに形成されている。噴射孔はフィルタエレメン
ト１４の下流側端に５〜１５０ｍｍの間隔の範囲で配置
され、噴射ガスがフィルタエレメント１４の下流側端の
端面に均等に分散されるように配置されている。

【００１６】当該回収装置１０は、図６に示す噴霧焙焼
法による複合酸化鉄の製造プロセスに採用されるもの
で、焙焼炉２１と除塵塔２２との間に配設されてこれら
両者２１，２２に連結される。かかる製造プロセスにお
いては、焙焼炉２１内にて焙焼反応により生成された粒
子径が数μｍ以下の複合酸化鉄の微粉体を高温ガスとと
もに回収装置１０に供給され、回収装置１０にて微粉体
を高温ガスから分離して回収し、処理済みの高温ガスを
除塵塔２２に供給して清浄化処理して排風機２３を経て
排気するものである。

【００１７】当該回収装置１０においては、微粉体を含
む高温ガスがケーシング本体１１の供給口１１ｂからセ
ラミックフィルタ１０ｂの上流側に供給されて、各フィ
ルタエレメント１４の流入孔１４ａ内に流入するととも
に各流入孔１４ａの周壁を透過して各流出孔１４ｂに流
入し、各流出孔１４ｂの下流側端の開口から流出口１１
ｃを経て除塵塔２２へ流出される。この間、微粉体はフ
ィルタエレメント１４の各流入孔１４ａの周壁に捕捉さ
れて付着し、排気は微粉体を含まないガスとして除塵塔
２２へ供給される。

【００１８】しかして、当該回収装置１０においては、
上記した回収工程において高圧ガス噴射機構１０ｃを作
動させて、各フィルタエレメント１４の流入孔１４ａの
周壁に付着する微粉体を離脱させて、回収ボックス１２
に落下させて回収する。高圧ガス噴射機構１０ｃにおい
ては、各電磁バルブ１８が順次一定時間開放されて、各
噴射パイプ１７ｄの先端ノズルから各フィルタエレメン
ト１４の下流側端に対して高圧ガスが噴射される。本実
施例においては、フィルタエレメント１４の下流側端で
の噴射圧力を５ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ、フィルタエレメント
１４の周壁透過後の上流側端での流速を１３ｍ／ｓｅ
ｃ、噴射時間を０．３ｓｅｃとしている。かかる条件に
より、セラミックフィルタ１０ｂの各フィルタエレメン
ト１４毎に各流出孔１４ｂ内に順次高圧ガスが導入さ
れ、導入された高圧ガスは各流出孔１４ｂの周壁を透過
して各流入孔１４ａ内へ流入し、それらの上流側端の開
口部から流出する。この間、各流入孔１４ａの周壁に付
着する微粉体は、高圧ガスの透過により各フィルタエレ
メント１４毎に順次離脱し、回収ボックス１２に向かっ
て流れる高圧ガスとともに回収ボックス１２に落下す
る。

【００１９】このように、本実施例においては、各流入
孔１４ａの周壁に付着する微粉体を離脱させるための高
圧ガスの噴射を、セラミックフィルタ１０ｂの下流側端
において各フィルタエレメント１４毎に局部的に順次行
うようにしている。このため、セラミックフィルタ１０
ｂの下流側端の全体に同時に高圧ガスを噴射する場合に
比較して高圧ガスの流速が局部的に著しく高くなり、高
圧ガスによる微粉体の離脱を効率よくかつ均一に行うこ
とができるとともに、微粉体は離脱作用をした回収ボッ
クス１２側へ向かうガス流により同ボックス１２内に効
率よく回収される。また、高圧ガスの一度に噴射される
量が少ないことから、セラミックフィルタ１０ｂの上流
側端での高圧ガスによる圧力上昇が少なくて、高温ガス
の供給源である焙焼炉２１側への高圧ガスの影響を抑制
することができる。特に、各高圧ガス噴射手段を各噴射
パイプ１７ｄにて構成すること、各噴射パイプ１７ｄの
先端ノズル部の噴射孔を各フィルタエレメント１４の下
流側端に分散するように配置しているため、微粉体の回
収を一層効率よく行うことができる。

【００２０】なお、当該回収装置１０においは、高圧ガ
ス噴射機構１０ｃの噴射方法として１本の噴射パイプ１
７ｄ毎に行っているが、適宜の噴射パイプ１７ｄを組み
合わせて複数本毎に行ってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回収装置の概略構成図である。

【図２】同回収装置を構成するセラミックフィルタの各
フィルタエレメントの上流側端の平面図（ａ）、および
下流側端の平面図（ｂ）である。

【図３】同回収装置を構成する高圧ガス噴射機構の平面
図である。

【図４】同高圧ガス噴射機構の正面図である。

【図５】同高圧ガス噴射機構の側面図である。

【図６】同回収装置を採用した複合酸化鉄製造プロセス
の概略図である。

【符号の説明】

１０ａ…ケーシング、１０ｂ…セラミックフイルタ、１
０ｃ…高圧ガス噴射機構、１１…ケーシング本体、１２
…回収ボックス、１３…カバー、１４…フィルタエレメ
ント、１７ａ…メインパイプ、１７ｂ…分岐パイプ、１
７ｃ…導入パイプ、１７ｄ…噴射パイプ、１８…電磁バ
ルブ、２１…焙焼炉、２２…除塵塔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591057429 株式会社アイロックスエヌケーケー 東京都千代田区神田錦町２丁目11番地 Ｎ ＫＦビル (72)発明者 秋津 康男 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 岡原 裕之 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 野住 伸男 岡山県浅口郡鴨方町大字益坂1647−１ (72)発明者 西 勝宏 広島県福山市伊勢丘１−２−３ (72)発明者 池田 伸晤 東京都千代田区丸の内２丁目３番２号 鋼 管鉱業株式会社内 (72)発明者 吉岡 豊 広島県福山市久松台２丁目24番26号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上流側端が開口するとともに下流側端が閉
   塞する多数の流入孔および上流側端が閉塞するとともに
   下流側端が開口する多数の流出孔を有するセラミックフ
   ィルタを使用する高温ガス中の微粉体の回収方法であ
   り、前記高温ガスを前記セラミックフィルタの上流側端
   から前記各流入孔に供給するとともに前記各流出孔側へ
   透過させて前記微粉体を前記各流入孔の周壁に付着さ
   せ、かつこの間高圧ガスを前記セラミックフィルタの下
   流側端から同下流側端の予め設定された区画毎に順次噴
   射して、前記各流入孔の周壁に付着する微粉体を順次離
   脱させることを特徴とする高温ガス中の微粉体の回収方
   法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の高温ガス中の微粉体の回
   収方法に使用する微粉体の回収装置であり、前記高温ガ
   スの供給口および流出口を有するケーシングと、上流側
   端が開口するとともに下流側端が閉塞する多数の流入孔
   および上流側端が閉塞するとともに下流側端が開口する
   多数の流出孔を有し前記ケーシング内にて前記供給口お
   よび流出口間に配設されるセラミックフィルタと、前記
   ケーシング内にて前記セラミックフィルタの下流側に配
   設され高圧ガスを前記セラミックフィルタの下流側端か
   ら同下流側端の予め設定された区画毎に順次噴射する高
   圧ガス噴射機構と、前記ケーシングの下端開口部に位置
   し前記微粉体を収容する収容部を備えていることを特徴
   とする高温ガス中の微粉体の回収装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の微粉体の回収装置におい
   て、前記セラミックフィルタを、多数の流入孔および流
   出孔を有する複数個のフィルタエレメントで形成すると
   ともに、前記高圧ガス噴射機構を、前記セラミックフイ
   ルタの各フィルタエレメントの下流側端に対向し高圧ガ
   スを順次噴射する複数の高圧ガス噴射手段を備えた構成
   としたことを特徴とする高温ガス中の微粉体の回収装
   置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の微粉体の回収装置におい
   て、前記高圧ガス噴射手段を、前記セラミックフィルタ
   の各フィルタエレメントの下流側端にそれぞれ対向する
   複数本の噴射パイプにて構成したことを特徴とする微粉
   体の回収装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の微粉体の回収装置におい
   て、前記噴射パイプの高圧ガス噴射孔を、前記フィルタ
   エレメントの下流側端に近接しかつ分散して設けたこと
   を特徴とする高温ガス中の微粉体の回収装置。