JPH1028827A

JPH1028827A - 除塵装置

Info

Publication number: JPH1028827A
Application number: JP8190716A
Authority: JP
Inventors: Shigeyasu Ishigami; 重泰石神; Hisataka Urakata; 久隆浦方; Toshio Koyanagi; 俊雄小柳; Yuichiro Kitagawa; 雄一郎北川; Mototsugu Yoshikawa; 基嗣吉川; Masaaki Kinoshita; 正昭木下
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】含塵ガスを濾過する多孔質セラミックス体フ
ィルターエレメントの内面に付着した粉塵が、逆洗時に
容易に剥離され除去されるように構成した除塵装置を提
供する。【解決手段】複数の多孔質セラミックス管１３が配置
され、その多孔質セラミックス管１３の内面より外面へ
含塵ガスが濾過される過程で粉塵が捕集、蓄積され、逆
洗時に逆洗気体により蓄積粉塵が剥離除去される除塵装
置である。各多孔質セラミックス管１３の内面に沿って
多角形断面の金属棒を複数本配置した粉塵剥離促進棒４
１を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭等の化石燃料
等を使用する燃焼設備、製鉄機械、セメント製造設備、
化学プラント等から排出される高温含塵ガス用に適用さ
れる除塵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高温燃焼ガス中の粉塵を除去するために
多孔質のセラミックス体を用いた円筒形或いはハニカム
型のフィルターエレメントを用いた除塵装置が最近注目
されている。図９に加圧流動床ボイラプラントの主要系
統を示し、図１０に加圧流動床ボイラに装着された二次
除塵装置を表す概略構成、図１１に図１０のＸ−Ｘ線に
沿う断面の概略の一例を示す。

【０００３】図９に示すように、加圧流動床ボイラ１
は、ガスタービン１０に同軸に設置された空気圧縮機４
で圧縮された燃焼用空気を空気圧縮機出口からの空気管
８により、また、燃料を石炭・石灰石供給管９により受
入れ同ボイラ１で燃焼し、給水を加熱して発生する蒸気
を図示していない蒸気タービンへ供給する。

【０００４】同時に同ボイラ１での燃焼の結果発生する
含塵高温ガスは含塵高温ガス管５を経て一次除塵装置
２、二次除塵装置３に流され、これらの除塵装置によっ
て除塵された清浄高温ガスは清浄高温ガス管６によりガ
スタービン１０に入り、発電及び空気圧縮を行う。ガス
タービン１０からの排ガスはガスタービン出口ガスダク
ト７より排出され、環境設備を経て大気に放出されるこ
ととなる。

【０００５】このような加圧流動床ボイラプラントにお
ける二次除塵装置３について説明すると、図１０ないし
図１１に示すように、円筒形状をなす缶体１１はほぼ鉛
直方向に配置されており、内部が円筒隔壁１２によって
外筒部および内筒部に区分されている。

【０００６】そして、この缶体１１の外筒部及び内筒部
にはそれぞれ除塵機能を有する複数の円筒型多孔質セラ
ミックス管１３よりなる外筒フィルタブロック１４、内
筒フィルタブロック１５が装着されており、各フィルタ
ブロック１４，１５の多孔質セラミックス管１３は、そ
の上部及び下部がそれぞれ缶体１１に固定された上部管
板１６、及び下部管板１７によってシール保持されてい
る。

【０００７】この缶体１１の上部には上部空間１８が形
成され、この上部空間１８には加圧流動床ボイラ１から
の含塵ガス入口管１９が接続されている。従って、加圧
流動床ボイラ１で発生した高圧・高温の含塵ガスＤＧは
含塵高温ガス入口管１９から上部空間１８に入り込み、
更に、外筒フィルタブロック１４及び内筒フィルタブロ
ック１５の各セラミックス管１３に流れてここで粉塵が
濾過されるようになっている。

【０００８】一方、缶体１１の下部には下部空間２０が
形成されており、この下部空間２０には各フィルタブロ
ック１４，１５より落下した粉塵Ｄを溜める粉塵ホッパ
２１が接続され、この粉塵ホッパ２１には図示しない灰
処理装置が接続されている。

【０００９】従って、各フィルタブロック１４，１５よ
り落下した粉塵Ｄは粉塵ホッパ２１に溜まり、この粉塵
ホッパ２１内に溜まった粉塵Ｄは一定時間をおいて灰処
理装置に排除されるようになっている。

【００１０】缶体１１の外筒部及び内筒部に装着された
外筒フィルタブロック１４及び内筒フィルタブロック１
５にはそれぞれ濾過された清浄ガスＣＧを缶体１１の外
部に取り出す外筒部清浄ガス出口管２２及び内筒部清浄
ガス出口管２３が接続されている。

【００１１】この外筒部清浄ガス出口管２２及び内筒部
清浄ガス出口管２３はその先端部で合流し、清浄ガス出
口管２４に接続されており、この清浄ガス出口管２４は
図示しないガスタービン発電機に接続されてここに清浄
ガスＣＧを送給出来るようになっている。

【００１２】また、外筒部清浄ガス出口管２２及び内筒
部清浄ガス出口管２３には外筒フィルタブロック１４及
び内筒フィルタブロック１５に付着した粉塵Ｄを払い落
とす外筒部逆洗ノズル２５、内筒部逆洗ノズル２６がそ
れぞれ装着されている。そして、各逆洗ノズル２５，２
６はそれぞれ外筒部逆洗弁２７、内筒部逆洗弁２８を介
して逆洗空気母管２９に接続されている。

【００１３】このようにして、加圧流動床ボイラ１で発
生した高圧・高温の含塵ガスＤＧは含塵高温ガス入口管
１９から缶体１１の上部空間１８に入り込み、外筒フィ
ルタブロック１４及び内筒フィルタブロック１５の各多
孔質セラミックス管１３に流れ込む。ここで、含塵ガス
ＤＧは濾過されて粉塵が除去される。

【００１４】そして、粉塵が除去された清浄ガスＣＧは
各フィルタブロック１４，１５から外筒部清浄ガス出口
管２２及び内筒部清浄ガス出口管２３を介して清浄ガス
出口管２４に流入し、この清浄ガス出口管２４によって
ガスタービン発電機に送給される。

【００１５】一方、外筒フィルタブロック１４及び内筒
フィルタブロック１５に付着した粉塵Ｄは逆洗ノズル２
５，２６からそれぞれ噴射される空気によって払い落と
される。そして、払い落とされた粉塵Ｄは粉塵ホッパ２
１に溜まり、この粉塵ホッパ２１に溜まった粉塵Ｄは、
各除塵装置粉塵抜き出し部を連結して周期的に外部に排
出され、必要な冷却・減圧を受けた上で下流の粉塵処理
装置に導かれる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の除塵装置の例において、逆洗によってフィルタブロ
ック１４，１５に付着した粉塵Ｄを剥離、除去するとい
う機能は不可欠であるが、各フィルタブロック１４，１
５に付着した粉塵Ｄを逆洗ノズル２５，２６の噴射空気
により払い落とそうとする時に、フィルタブロック１
４，１５に付着した粉塵Ｄが必ずしも容易に剥離しない
という問題がある。

【００１７】即ち、フィルタブロック１４，１５の清浄
ガス室側より含塵ガス側へ噴出する逆洗空気の圧力に対
して、付着粉塵Ｄの層が比較的厚い場合に内面に円筒状
に形成されている粉塵Ｄが緻密で割れ難く、粘りがある
場合があり得るという事である。

【００１８】この為、数秒程度の逆洗期間では、付着粉
塵Ｄが剥離不十分のまま次の逆洗周期が回って来るまで
残る所が出てくる可能性があり、これは二次除塵装置３
の除塵効率の悪化につながることとなる。このような付
着粉塵Ｄの剥離の困難性を改善する為の対応策として、
逆洗時間の延長、或いは逆洗空気圧の上昇等の方法が講
じられている。

【００１９】しかし、これらの方法は何れの場合もフィ
ルタブロック１４，１５の清浄ガス室側より含塵ガス側
へ噴出する逆洗空気量を増加することにつながり、フィ
ルタブロックを透過した粉塵Ｄを含む逆洗空気が多くな
ることを意味している。

【００２０】粉塵Ｄを含む量の増加した逆洗空気と含塵
ガスＤＧの混合気流が瞬間的に周辺部より高ドラフトと
なり、行き止まりの下部の粉塵ホッパ２１側ではなく、
上部空間１８側に一時的な流れを形成する。

【００２１】従って、前述したように、剥離粉塵Ｄのフ
ィルタブロック１４，１５（多孔質セラミックス管１
３）への再付着につながり、噴射空気による除塵効率の
大幅な悪化に帰着する可能性が大きかった。

【００２２】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、多孔質セラミックス管への付着粉塵Ｄの剥離
の困難性を改善する為の手段を施し、付着粉塵Ｄが容易
に破砕され逆洗が効果的に行われ、従来の対応策を必要
とせずそれに伴う悪影響を回避しうるようにした除塵装
置を提供することを課題としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上部に含塵ガ
ス入口を備え、下部が粉塵ホッパに接続され、ほぼ鉛直
に配置された缶体内に流れ方向に一つまたは複数の多孔
質セラミックス体フィルターエレメントが配置されてお
り同フィルターエレメントの内面より外面へ含塵ガスが
濾過される過程で粉塵が捕集、蓄積され、逆洗時に逆洗
気体により蓄積粉塵が剥離除去されるように構成された
除塵装置における前記課題を解決するため次の手段を採
用する。

【００２４】すなわち、本発明による除塵装置では、各
フィルターエレメントの内面に沿って、好ましくは三角
もしくは鋭角を有する多角形断面の金属棒を複数本配置
した粉塵剥離促進器具を備える。

【００２５】フィルターエレメントの内面には、内面よ
り外面へ含塵ガスが濾過される過程で粉塵が捕集、蓄積
され、一定の時間々隔で行う逆洗時に逆洗気体により蓄
積粉塵が剥離除去されるが、その各フィルターエレメン
ト内面に沿って、前記したように多角形断面の金属棒を
複数本配置した粉塵剥離促進器具を備えることにより、
付着粉塵は容易に剥離脱落される。

【００２６】本発明による粉塵剥離促進器具を備えない
場合に、フィルターエレメント内面に付着した粉塵の層
が緻密で割れにくく、数秒の逆洗時間内に付着粉塵の剥
離脱落が完全に行われない可能性があるのに対して、本
発明によってフィルターエレメントの内面に沿って配置
された金属棒はクサビの役割を果たして、付着粉塵の円
環を割りヒビを作るので剥離脱落が極めて容易となる。

【００２７】また、前記課題を解決するため、本発明は
前記した多角形断面の金属棒をもつ粉塵剥離促進器具に
代えて金属製のワイヤで構成した粉塵剥離促進器具を採
用する。このように多角形断面の金属棒ではなく、金属
製のワイヤで構成した粉塵剥離促進器具を備えた場合に
も前記した金属棒の場合と同様、ワイヤによる粉塵剥離
促進機能が発揮される。

【００２８】更にまた、本発明は前記課題を解決するた
め、前記したような一種のクサビ機能を行う粉塵剥離促
進器具ではなく、フレキシブルな膜機能を有するセラミ
ックファイバで作られたセラミッククロス製で前記フィ
ルターエレメントの内面に接する円筒状の膜と、これを
内側より保持する金属製のケージとよりなる粉塵剥離促
進器具を採用する。

【００２９】このようなセラミッククロス製の膜と金属
製のケージで構成した粉塵剥離促進器具を備えることに
より、逆洗時のフィルターエレメント外部より内面への
逆洗気体の噴射によりセラミッククロス膜形状が変形、
変動し膜に付着している粉塵を容易に剥離脱落させるこ
とが出来る。この場合、金属製のケージは膜に接して内
側にありセラミッククロスの過度の変形を防止する為の
ものである。以上のように本発明のいづれの粉塵剥離促
進器具によっても粉塵剥離の困難性改善のために用いら
れて来た従来の対応策に関連して生ずる問題を解決する
ことができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による除塵装置を図
示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。

【００３１】（第１実施形態）まず、図１〜図４によっ
て第１実施形態による除塵装置について説明する。図１
〜図４に示しているのは、第１実施形態による除塵装置
で採用する粉塵剥離促進器具の構成のみである。この粉
塵剥離促進器具を設ける除塵装置は、図９に示した加圧
流動床ボイラプラントにおける二次除塵装置３である。

【００３２】すなわち、図９に示すような加圧流動床ボ
イラプラントでは、ボイラ１の高温燃焼排ガス中の粉塵
を除去し、清浄高温ガスをガスタービン１０に導入する
除塵装置が一次除塵装置２及び二次除塵装置３よりな
る。

【００３３】一次除塵装置２は機械式サイクロンであ
り、二次除塵装置３は図１０について先に説明したよう
に上部に含塵ガス入口管１９の接続口を備え、下部が粉
塵ホッパ２１に接続されるほぼ鉛直に配置された缶体１
１内に流れ方向に取付けられた一つ又は複数の円筒型多
孔質セラミックス体フィルターエレメントにより構成さ
れている除塵装置である。

【００３４】図１〜図４に示しているのは缶体１１の中
で上部管板１６と下部管板１７間にセットされる多孔質
セラミックス管１３の個々それぞれに備える粉塵剥離促
進器具の詳細である。

【００３５】図１〜図４において、鉛直に設置され、上
部管板１６、下部管板１７により保持固定されるフィル
ターエレメントとしての多孔質セラミックス管１３の高
さにほぼ相当する金属製の粉塵剥離促進棒４１を、多孔
質セラミックス管１３内面に３本密着させるようにその
上下に設ける上部リング４３、下部リング４４にセット
している。

【００３６】金属製の粉塵剥離促進棒４１の上部は、吊
りワイヤ４６で上部リング４３を介して吊り、上部空間
１８に設ける器材吊支持部材４５に固定する。一方、下
部は下部リング４４より錘吊り下げワイヤ４７を用い
て、錘４８を吊って引張る。

【００３７】これにより粉塵剥離促進棒４１は多孔質セ
ラミックス管１３にセットされることになる。濾筒内面
に配置された粉塵剥離促進棒４１の機能は除塵中は作用
せず、逆洗時に多孔質セラミックス管１３の濾筒内面に
堆積・圧密され円環状の粉塵層に作用して、鋭角のクサ
ビ状の端部より圧密された粉塵層に亀裂を発生させる働
きを有している。

【００３８】この為、粉塵の除去が早くなり有効な逆洗
が可能となるので、従来の困難な粉塵の剥離・脱着に対
応するために採られていた逆洗気体圧の上昇、或いは逆
洗時間の延長等の方法を用いる必要が無くなり、これら
の方法を採ることで生じていた剥離粉塵の再付着等の問
題を回避し、除塵効率の低下を招く恐れも無くなること
になる。

【００３９】なお、図において、３１はシールパッキ
ン、３２は外筒リング、３３は内筒リング、３４は抑え
金物を示している。

【００４０】（第２実施形態）次に図５，図６により第
２実施形態による除塵装置について説明する。この第２
実施形態では、第１実施形態による除塵装置で用いてい
る粉塵剥離促進棒４１の代わりに粉塵剥離促進ワイヤ４
２を用いたものである。粉塵剥離促進ワイヤ４２は１．
５φ〜２．０φのインコネルワイヤである。

【００４１】吊りワイヤ４６、錘吊り下げワイヤ４７は
共に本例でもインコネルワイヤで作られたものを用い、
そのサイズも同様にそれぞれ１．５φと３．０φとして
いる。錘４８は各多孔質セラミックス管１３とも２kg程
度のものとしている。その他の構成は第１実施形態で説
明した構成と実質同様であり、粉塵剥離促進ワイヤ４２
の機能も粉塵剥離促進棒４１とほぼ同様であり、その効
果も同等である。

【００４２】（第３実施形態）次に図７，図８により第
３実施形態による除塵装置について説明する。この第３
実施形態による除塵装置で用いている粉塵剥離促進手段
は第１及び第２実施形態における粉塵剥離促進手段と多
少異なり、金属製の粉塵剥離促進棒４１もしくは粉塵剥
離促進ワイヤ４２を用いる代わりに、フィルターエレメ
ントとしての多孔質セラミックス管１３の濾筒内部全面
を覆う膜状のセラミックスファイバ製のセラミッククロ
ス４９を用いるものである。

【００４３】そして、このセラミッククロス４９の過度
の変形を防止するため内面に備える金属製のケージ５０
及び多孔質セラミックス管１３と併せて、いわば３層構
造の濾筒としている点が本実施形態における粉塵剥離促
進手段の特徴である。

【００４４】図８の説明図に示すように、その上端部を
多孔質セラミックス管１３の頂部に固定出来るように上
端部に固定端部５１を有し、下端部はフリーな円筒状の
セラミッククロスとなっている。

【００４５】このように構成された円筒状のセラミック
クロス４９を多孔質セラミックス管１３にセットし、こ
れも上部に固定端部５１を持つケージ５０を挿入固定す
る粉塵剥離促進器具を全濾筒に取りつける方式である。
その他の構成は、先の実施形態で説明したところと実質
同じである。

【００４６】このような粉塵剥離促進手段を採ることに
より、除塵中は粉塵はセラミッククロス４９の内面に層
状に堆積・付着していき、逆洗時は多孔質セラミックス
管１３濾筒からの逆洗気体の噴射によりセラミッククロ
ス４９自体が振動・収縮変形するので付着灰を容易に剥
離・脱落させることが出来る。

【００４７】一方、セラミッククロス４９の内側に備え
るケージ５０は過剰な変形を抑止することでセラミック
クロス４９の破損・損耗を防ぐ役割を持っている。本実
施形態による除塵装置自体の働きは前記した実施形態に
よる除塵装置の働きと同様である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は上部に含
塵ガス入口を備え、また下部が粉塵ホッパに接続されて
ほぼ鉛直に配置された缶体内に流れ方向に一つまたは複
数のフィルタ部を有し、同フィルタ部は多孔質セラミッ
クス体フィルターエレメントにより構成された除塵装置
において、次の手段を採用したものである。

【００４９】すなわち、フィルターエレメント濾筒の内
面、含塵ガス側に特有の断面を持つ金属棒、ワイヤ或い
はセラミッククロス膜等の粉塵剥離促進器具を備えるこ
とにより、除塵中にフィルターエレメントの濾筒ないし
クロス膜内面に層状に堆積した粉塵を逆洗時に容易に剥
離・脱落させることが可能となる。

【００５０】従って、本発明によれば、従来、粉塵剥離
を改善するために採られてきた諸対策、逆洗時間の延長
或いは逆洗気体圧力の上昇等の手段を用いる必要は無
く、そのような手段を採った場合の剥離粉塵の逆流によ
る除塵効率の低下の問題を回避することができるという
効果が生まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による除塵装置における
多孔質セラミックス管の全体側面図。

【図２】図１に示した多孔質セラミックス管における上
部管板部の部分的拡大断面図。

【図３】図１に示した多孔質セラミックス管における下
部管板部の部分的拡大断面図。

【図４】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図５】本発明の第２実施形態による除塵装置における
多孔質セラミックス管の上部管板部の部分的拡大図。

【図６】本発明の第２実施形態による除塵装置における
多孔質セラミックス管の下部管板部の部分的拡大図。

【図７】本発明の第３実施形態による除塵装置における
多孔質セラミックス管の上下部管板部の断面図。

【図８】本発明の第３実施形態による除塵装置で採用し
た粉塵剥離促進器具の構成を示す説明図。

【図９】加圧流動床ボイラプラントの主要系統図。

【図１０】加圧流動床ボイラに装着された従来の除塵装
置の概略構成図。

【図１１】図１０のＸ−Ｘ線に沿う断面概略図。

【符号の説明】

１加圧流動床ボイラ２一次除塵装置３二次除塵装置４空気圧縮機５含塵高温ガス管６清浄高温ガス管７ガスタービン出口ガスダクト８空気管９石炭・石灰石供給管１０ガスタービン１１缶体１２円筒隔壁１３多孔質セラミックス管１４外筒フィルタブロック１５内筒フィルタブロック１６上部管板１７下部管板１８上部空間１９含塵高温ガス入口管２０下部空間２１粉塵ホッパ２２外筒部清浄ガス出口管２３内筒部清浄ガス出口管２４清浄ガス出口管２５外筒部逆洗ノズル２６内筒部逆洗ノズル２７外筒部逆洗弁２８内筒部逆洗弁２９逆洗空気母管４１粉塵剥離促進棒４２粉塵剥離促進ワイヤ４３上部リング４４下部リング４５器材吊支持部材４６吊りワイヤ４７錘吊り下げワイヤ４８錘４９セラミッククロス５０ケージ５１固定端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北川雄一郎長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者吉川基嗣長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者木下正昭長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部に含塵ガス入口を備え、下部が粉塵
ホッパに接続され、ほぼ鉛直に配置された缶体内に流れ
方向に一つまたは複数の多孔質セラミックス体フィルタ
ーエレメントが配置されており同フィルターエレメント
の内面より外面へ含塵ガスが濾過される過程で粉塵が捕
集、蓄積され、逆洗時に逆洗気体により蓄積粉塵が剥離
除去される除塵装置であって、各フィルターエレメント
の内面に沿って多角形断面の金属棒を複数本配置した粉
塵剥離促進器具を備えたことを特徴とする除塵装置。
【請求項２】請求項１の除塵装置において、前記粉塵
剥離促進器具を多角形断面の金属棒に代えて金属製のワ
イヤで構成したことを特徴とする除塵装置。
【請求項３】請求項１の除塵装置において、前記粉塵
剥離促進器具をセラミックファイバで作られたセラミッ
ククロス製で前記フィルターエレメントの内面に接する
円筒状の膜と、これを内側から保持する金属製のケージ
とで構成したことを特徴とする除塵装置。