JPH10204453A - 石炭ガス用の脱じん装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エレメント数の増やさず、かつ圧力容器を大
型化することなく、逆洗の頻度を低減することができる
石炭ガス用の脱じん装置を提供する。 【解決手段】 石炭ガス２が流入するガス流入口１２ａ
と脱じんガス６が流出するガス流出口１２ｂとを有し、
ガス流入口とガス流出口がほぼ水平な隔壁１３で仕切ら
れている圧力容器１２と、隔壁１３に上端１４ａが取り
付けられ内部が隔壁の上部に連通する複数のセラミック
フィルタ１４と、を備える。更に、隔壁の下部の圧力容
器内にサイクロン１６が設置され、このサイクロンは、
ガス流入口から流入するガス中のダストを遠心分離し、
ダストを分離したガスを隔壁の直下に排出するようにな
っている。またサイクロンは、分離したダストを排出す
るダスト排出管１７を有し、このダスト排出管は、圧力
容器の外部に独立して連通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭をガス化した
石炭ガス用の脱じん装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】脱じん装置として、サイクロン、電気集
じん器、バグフィルタ等が従来から知られている。しか
し、ガス化炉からの石炭ガスは、高温高圧（例えば４０
０〜５００℃、２０〜３０ａｔａ）であり、かつダスト
濃度が高い（例えば１〜３ｇ／Ｎｍ³ ）ため、在来の電
気集じん器やバグフィルタ等は高温高圧のため使用でき
ず、サイクロンは、高温高圧に耐えるため耐熱金属を使
用する必要があり、かつガスタービン等に適した低濃度
（例えば約５ｍｇ／Ｎｍ³ 以下）まで脱じんできない問
題があった。

【０００３】このため、従来、石炭ガスの脱じんには図
３に例示するセラミックフィルタ装置が用いられてい
た。このセラミックフィルタ装置は、耐熱性の高いセラ
ミックスをフィルタエレメント１として用いるものであ
り、中空円筒形のフィルタエレメントの外側から内側に
石炭ガス２を流し、その表面にダスト３を捕捉して、脱
じんするようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したセラミックフ
ィルタ装置は、複数のセラミックエレメント１を圧力容
器４内に設置することにより、高温高圧下で使用がで
き、かつ高濃度のダストを含むガスをガスタービン等に
適した低濃度まで脱じんすることができる。しかし、従
来のセラミックフィルタ装置では、大量のダストがセラ
ミックエレメント１の表面に堆積するため、短時間で差
圧が上昇する問題点があった。例えば、セラミックエレ
メントにおける差圧は、３０００ｍｍＡｑ程度が適正で
あるが、ダスト濃度が高いため、短時間で差圧が過大
（例えば約６０００ｍｍＡｑ程度まで）上昇してしま
い、１０〜１５分毎に逆洗を行う必要があった。

【０００５】この逆洗は、全体の流れを阻害しないため
に、セラミックエレメントをいくつかのブロックに分
け、時間をずらして各ブロックに逆向きのパルス波を与
えて、堆積したダストをセラミックエレメントから分
離，落下させる。しかし、この逆洗を頻繁に行うと、逆
洗用のガス５（例えば窒素ガス）を大量に消費するばか
りでなく、逆洗装置が大型になり、運転コストも過大に
なる問題点があった。

【０００６】更に、逆洗の頻度を下げるために、セラミ
ックエレメントへのガス流入速度を低くすると、セラミ
ックエレメントの必要本数が増大し、圧力容器も大型化
するため、製造コストが過大となる問題点があった。

【０００７】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、エレ
メント数の増やさず、かつ圧力容器を大型化することな
く、逆洗の頻度を低減することができる石炭ガス用の脱
じん装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、石炭ガ
スが流入するガス流入口と脱じんしたガスが流出するガ
ス流出口とを有し、ガス流入口とガス流出口がほぼ水平
な隔壁で仕切られている圧力容器と、前記隔壁に上端が
取り付けられ内部が隔壁の上部に連通する複数のセラミ
ックフィルタと、を備えた石炭ガス用の脱じん装置にお
いて、隔壁の下部の圧力容器内にサイクロンが設置さ
れ、該サイクロンは、ガス流入口から流入するガス中の
ダストを遠心分離し、ダストを分離したガスを隔壁の直
下に排出するようになっている、ことを特徴とする石炭
ガス用の脱じん装置が提供される。

【０００９】上記本発明の構成によれば、圧力容器内に
流入した石炭ガスは、圧力容器に内蔵されたサイクロン
に流入し、このサイクロンによりガス自体の旋回流によ
りダストが遠心分離される。このサイクロンの性能は、
圧損の小さい通常の形式のものでも、例えば６０〜７０
％程度であるため、フィルタエレメントに流れるガスの
ダスト濃度が大幅に小さくなり、必要なエレメント数の
増やすことなく、逆洗の頻度を低減することができ、或
いは逆洗の頻度を同一にしたままエレメント数を減らす
ことができ、圧力容器の直径も小さくすることができ
る。

【００１０】また、このサイクロンはフィルタエレメン
トと同一の圧力容器内に設置されるので、サイクロン自
体を耐圧容器にする必要がなく、薄肉で軽量小型にする
ことができる。更に、このサイクロンは、ダストを分離
したガスを隔壁の直下に排出するようになっているの
で、圧力容器内のガスの流れを下向き（ダウンフロー）
にすることができ、軽量なダスト（例えば石炭灰）の場
合でも、逆洗によりフィルタエレメントから分離された
ダストの上昇を防止し、ダストをスムースに落下させて
外部に抜き出すことができる。

【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
サイクロンは、分離したダストを排出するダスト排出管
を有し、該ダスト排出管は、圧力容器の外部に独立して
連通している。この構成により、ダストが特に軽量な場
合（例えば石炭灰）に、圧力容器内にダストを戻すこと
によるダストの舞い上がりを防止し、ダストの円滑な分
離除去を行うことができる。

【００１２】また、別の好ましい実施形態によれば、前
記サイクロンは、分離したダストを排出するダスト排出
管を有し、該ダスト排出管は、圧力容器の内部に連通
し、その下端部にフートバルブを有する。この構成によ
り、ダストが比較的重い場合（例えば、石炭粉）に、ダ
ストの舞い上がりを防止しながらダストを同一の圧力容
器内に戻すことができ、外部機器との接続をシンプルに
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付して使用する。図１は、本
発明による石炭ガス用の脱じん装置の構成図である。こ
の図において、石炭ガス用の脱じん装置１０は、圧力容
器１２と、その内部に設置された複数のセラミックフィ
ルタ１４を備えている。圧力容器１２は、石炭ガス３が
流入するガス流入口１２ａと、脱じんしたガス６（脱じ
んガス）が流出するガス流出口１２ｂとを有する。ま
た、圧力容器１２は、ガス流入口１２ａとガス流出口１
２ｂがほぼ水平な隔壁１３で仕切られている。セラミッ
クフィルタ１４は、耐熱性の高いセラミックスから成形
された中空円筒管であり、セラミックス粒子が互いにシ
ンタリング等で結合し、その間にガスを通す隙間げ形成
されている。セラミックフィルタ１４の下端１４ｂは閉
じており、その上端１４ａは開口して隔壁１３に気密に
取り付けられ、その内部が隔壁１３の上部に連通してい
る。

【００１４】更に、本発明の石炭ガス用の脱じん装置１
０では、隔壁１３の下部の圧力容器１２内にサイクロン
１６が設置されている。このサイクロン１６は、中空円
筒部１６ａとその下部に設けられた中空円錐部１６ｂと
からなり、石炭ガス２がガス流入口１２ａを介して中空
円筒部１６ａに接線方向に流入し、中空円筒部１６ａ内
で強い旋回流となり、石炭ガス中のダストを遠心分離す
るようになっている。この遠心分離により分離されたダ
ストは、自重により下降して中空円錐部１６ｂの下部に
溜まり、ダストを分離したガスは、中空円筒部１６ａの
中心部に設けられたガス排出管１６ｃを通って上昇す
る。なお、サイクロンの構造は、上述したものに限定さ
れず、同様の機能を有する種々の形式のサイクロンを用
いることができる。

【００１５】更に、図１に示すように、ガス排出管１６
ｃの上端は、隔壁１３の直下で開口しており、ダストを
分離したガスが隔壁１３の直下で排出されるようになっ
ている。

【００１６】図１の石炭ガス用の脱じん装置１０は、更
に、逆洗を制御する逆洗制御装置１９を備えている。こ
の逆洗制御装置１９は、この装置全体の流れを阻害しな
いために、セラミックエレメント１４をいくつかのブロ
ックに分け、時間をずらして各ブロックに逆向きのパル
ス波を与えて、堆積したダストをセラミックエレメント
から分離，落下させようになっている。かかる構成は、
周知の逆洗制御装置と同様である。

【００１７】上述した構成により、圧力容器１２内に流
入した石炭ガス２は、圧力容器１２に内蔵されたサイク
ロン１６に流入し、このサイクロン１６によりガス自体
の旋回流によりダストが遠心分離される。このサイクロ
ン１６の性能は、圧損の小さい（例えば２００〜３００
ｍｍＡｑの）通常の形式のものでも、例えば６０〜７０
％以上あるため、フィルタエレメント１４に流れるガス
のダスト濃度が大幅に小さくなり、必要なエレメント数
の増やすことなく、逆洗の頻度を低減することができ、
或いは逆洗の頻度を同一にしたままエレメント数を減ら
すことができ、圧力容器の直径も小さくすることができ
る。

【００１８】また、このサイクロン１６はフィルタエレ
メント１４と同一の圧力容器１２内に設置されるので、
サイクロン自体を耐圧容器にする必要がなく、薄肉で軽
量小型にすることができる。更に、このサイクロン１６
は、ダストを分離したガスを隔壁の直下に排出するよう
になっているので、図１に破線で示すように、圧力容器
１２内のガスの流れを下向き（ダウンフロー）にするこ
とができ、軽量なダスト（例えば石炭灰）の場合でも、
逆洗によりフィルタエレメント１４から分離されたダス
ト３の上昇を防止し、ダスト３をスムースに落下させて
外部に抜き出すことができる。

【００１９】図１に示す実施形態において、サイクロン
１６は、分離したダストを排出するダスト排出管１７を
有し、このダスト排出管１７は、圧力容器１２を貫通し
てその外部に独立して連通している。このダスト排出管
１７の外部末端には、フートバルブ、ロータリーバル
ブ、或いは開閉弁等を取付け、ダストの排出速度を調節
できるようになっているのがよい。

【００２０】この構成により、ダストが特に軽量な場合
（例えば石炭灰）でも、圧力容器１２内にダストを戻す
ことによるダストの舞い上がりを防止し、ダストの円滑
な分離除去を行うことができる。

【００２１】図２は、本発明による別の脱じん装置の構
成図である。この図において、サイクロン１６は、分離
したダストを排出するダスト排出管１７を有し、このダ
スト排出管１７は、圧力容器１２の内部に連通してい
る。また、ダスト排出管１７の下端部にはフートバルブ
１８が設けられている。このフートバルブ１８は、一種
の粒子用の逆止弁であり、通常は閉じており、サイクロ
ン１６内にダストが溜まるとその自重で開いて、ダスト
３を下方に排出するようになっている。その他の構成
は、図１と同様である。

【００２２】この構成により、ダスト３が比較的重い場
合（例えば、石炭粉）に、ダスト３の舞い上がりを防止
しながらダスト３を同一の圧力容器内に戻すことがで
き、外部機器との接続をシンプルにすることができる。

【００２３】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】上述したように、本発明の石炭ガス用の
脱じん装置は、エレメント数の増やさず、かつ圧力容器
を大型化することなく、逆洗の頻度を低減することがで
きる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による石炭ガス用の脱じん装置の構成図
である。

【図２】本発明による別の脱じん装置の構成図である。

【図３】従来の石炭ガス用の脱じん装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

１ フィルタエレメント ２ 石炭ガス ３ ダスト ４ 圧力容器 ５ 逆洗用ガス ６ 脱じんガス １０ 石炭ガス用の脱じん装置 １２ 圧力容器 １２ａ ガス流入口 １２ｂ ガス流出口 １３ 隔壁 １４ セラミックフィルタ １６ サイクロン １６ａ 中空円筒部 １６ｂ 中空円錐部 １６ｃ ガス排出管 １７ ダスト排出管 １８ フートバルブ １９ 逆洗制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭ガスが流入するガス流入口と脱じん
   したガスが流出するガス流出口とを有し、ガス流入口と
   ガス流出口がほぼ水平な隔壁で仕切られている圧力容器
   と、前記隔壁に上端が取り付けられ内部が隔壁の上部に
   連通する複数のセラミックフィルタと、を備えた石炭ガ
   ス用の脱じん装置において、 隔壁の下部の圧力容器内にサイクロンが設置され、該サ
   イクロンは、ガス流入口から流入するガス中のダストを
   遠心分離し、ダストを分離したガスを隔壁の直下に排出
   するようになっている、ことを特徴とする石炭ガス用の
   脱じん装置。
2. 【請求項２】 前記サイクロンは、分離したダストを排
   出するダスト排出管を有し、該ダスト排出管は、圧力容
   器の外部に独立して連通している、ことを特徴とする請
   求項１に記載の石炭ガス用の脱じん装置。
3. 【請求項３】 前記サイクロンは、分離したダストを排
   出するダスト排出管を有し、該ダスト排出管は、圧力容
   器の内部に連通し、その下端部にフートバルブを有す
   る、ことを特徴とする請求項１に記載の石炭ガス用の脱
   じん装置。