JPH1071314A

JPH1071314A - 高炉排ガス用バグフィルタ式集塵機におけるバグフィルタの洗浄方法

Info

Publication number: JPH1071314A
Application number: JP8229799A
Authority: JP
Inventors: Tousei Ono; 刀生小野
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】微粉炭吹き込み操業を行う高炉から排出する
排ガス中の微粉炭を含有するダストを、バグフィルタ式
集塵機により集塵するに際し、バグフィルタに付着した
微粉炭を含有するダストを、逆洗により効率よく払い落
とす。【解決手段】円筒型集塵塔内に形成した複数のバグチ
ャンバ13の各々に配列した多数のバグフィルタ２に付着
した微粉炭を含有するダストを、逆洗ファン５からのク
リーンガスにより周期的に順次逆洗すると同時に、各バ
グチャンバ13の上部、下部に配置した音波発生器27に加
圧窒素ガスを用いて出力した音響を印加することによ
り、従来、払い落とすことが困難であった微粉炭を、効
率よく払い落とす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉排ガス中のダ
ストを複数のバグチャンバに配列した多数のバグフィル
タにより濾過して集塵し、バグフィルタに付着したダス
トを、逆洗ファンからのクリーンガスによりバグチャン
バ毎に周期的に順次逆洗し、払い落とすようにした高炉
排ガス用バグフィルタ式集塵機におけるバグフィルタの
洗浄方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、高炉41から排出する
多量の高炉排ガス（以下、排ガスという）は、多量のダ
ストを含有しているので、ダストキャッチャ42およびベ
ンチュリスクラッバ43並びにバグフィルタ式集塵機40に
より集塵されている。ここで、ダストキャッチャ42とベ
ンチュリスクラッバ43とは排ガスダクト45により接続し
てあり、この排ガスダクト45の途中から分岐した排ガス
ダクト46が、バグフィルタ式集塵機40に接続されてお
り、これによりベンチュリスクラッバ43およびバグフィ
ルタ式集塵機40は、並列に配置されている。

【０００３】通常、高炉41からの排ガスは、ダストキャ
ッチャ42で重力沈降により１次除塵された後、そのほと
んどが乾式のバグフィルタ式集塵機40に導かれ、２次集
塵される。バグフィルタ式集塵機40を通過した排ガス
は、高温（200 ℃）かつ高圧（3kgf/cm²G)であるため、
これを利用して下流側に設置した炉頂圧タービン44を回
転させ、炉頂圧発電機により電力に変換することにより
排ガスのエネルギー回収が図られている。一方、ベンチ
ュリスクラッバ43を経由した排ガスは、主として、セプ
タム弁48の上流側で均圧用ガスとなり、遮断弁47の開閉
操作により高炉の炉頂装入装置に供給されている（特開
平4-88105 号公報参照) 。

【０００４】ところで、高炉の排ガスを乾式集塵するバ
グフィルタ式集塵機は、単一の円筒型集塵塔内を放射状
の仕切り壁により５、６室に仕切った１塔式あるいは特
開平4-88105 号公報に示されているように、５、６基の
円筒型集塵塔を同心円上に配置したり、直線上に配置し
た多塔式のバグフィルタ式集塵機が使用されている。１
塔式の場合、円筒型集塵塔内を仕切り壁により放射状に
仕切った複数のバグチャンバに、高炉から排出した排ガ
スを供給し、各バグチャンバ内に吊り下げた多数のバグ
フィルタにより濾過して排ガス中のダストを除去する。
また多塔式の場合、複数の円筒型集塵塔に、高炉から排
出した排ガスを供給し、各円筒型集塵塔のそれぞれが形
成する単一のバグチャンバ内に吊り下げた多数のバグフ
ィルタにより濾過して排ガス中のダストを除去する。

【０００５】排ガス中のダスト集塵により、各バグチャ
ンバ内に吊り下げたバグフィルタに付着するダストが徐
々に増加し、集塵効率が低下してくる。そこで、各バグ
チャンバ内に配列したバグフィルタを、適当なタイミン
グで周期的に１チャンバずつ、順番に逆洗ファンからの
クリーンガスにより逆洗して洗浄する。これによりバグ
フィルタに付着したダストを払い落として、バグフィル
タをクリーンにすることにより集塵効率を回復してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
高炉の炉頂から装入する高価な塊状のコークスを節減す
るため、高炉の下部に設けた羽口から熱風と共に微粉炭
を吹き込む高炉が多くなっている。羽口からの微粉炭の
吹き込み量が100kgf/t-p以上になると、バグフィルタ式
集塵機にキャリーオーバーしてくるダスト中に数μｍオ
ーダーの粒径を有する微粉炭ダストが著しく増加する。
この微粉炭ダストは、バグフィルタ式集塵機のバグチャ
ンバ内に配列したバグフィルタに捕集されるが、粒子径
が極めて小さいため、バグフィルタの繊維目に深く侵入
し、逆洗ファンから供給されるクリーンガスにより逆洗
しても、他の通常ダストのように容易に払い落すことが
できず、逆洗時間あるいは逆洗頻度のアップが必要とな
る。

【０００７】通常、バグフィルタ式集塵機は、粒子径が
極めて小さい微粉炭ダストを、逆洗により払い落す余裕
のある設計になっていないので、必然的に吹き込み微粉
炭量の減少を余儀なくされ、コストダウンが制約されて
しまう。バグフィルタに付着した微粉炭ダストの払い落
としを強化するには、逆洗ファンの更新によりダスト除
去能力をアップし、逆洗時におけるバグフィルタの入り
側と出側の逆洗差圧を増加することが考えられる。しか
し、高温対応を要求される条件下での逆洗差圧の増加
は、バグフィルタに与えるダメージが大きく、バグフィ
ルタの材質強化が追従できず、寿命が極端に短くなると
いう問題点が生じる。

【０００８】本発明は、前記従来技術の問題点を解消
し、バグフィルタ式集塵機のバグフィルタに付着したダ
スト、特に、バグフィルタの繊維目に深く侵入した微粉
炭ダストをも容易に払い落とすことができる高炉排ガス
用バグフィルタ式集塵機におけるバグフィルタの洗浄方
法を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】電気集塵機においては、
電極板やケーシング等への堆積ダストを音波発生器から
出力した音響によって効果的に払い落とすことは知られ
ている。バグフィルタ式集塵機おいても鋳床集塵機等の
常温、低圧ガスを対象とした排ガスを集塵する場合に、
バグフィルタに付着したダストを逆洗ファンからの逆洗
と音波発生器からの音響とを併用して払い落すことは、
実験レベルで効果を上げている。

【００１０】そこで、高炉から排出する高温、高圧の排
ガス中に存在するダストをバグフィルタ式集塵機により
集塵する際に、特に、バグフィルタの繊維目に深く侵入
した粒子径の極めて小さい微粉炭ダストを、逆洗ファン
からの逆洗と音波発生器からの音響との併用により払い
落とすことに着目し、種々検討を重ねた結果、本発明を
構成するに至ったものである。

【００１１】本発明は、高炉炉頂からの排ガスを１次集
塵して複数のバグチャンバに供給し、各々のバグチャン
バに配列した多数のバグフィルタにより排ガス中のダス
トを集塵しつつ、逆洗ファンからのクリーンガスにより
前記複数のバグチャンバを周期的に順次逆洗してバグフ
ィルタに付着したダストを払い落とすようにした高炉排
ガス用バグフィルタ式集塵機におけるバグフィルタの洗
浄方法において、前記バグチャンバの逆洗と同時に、各
バグチャンバに配置した音波発生器から音響を印加する
ことを特徴とする高炉排ガス用バグフィルタ式集塵機に
おけるバグフィルタの洗浄方法であり、前記音波発生器
は、各バグチャンバの上部および下部にそれぞれ少なく
とも１個配置するのが好ましく、また、前記音波発生器
は、加圧窒素ガスを用いた流体力学的音源による音波発
生器であるのが好ましい。さらに本発明は、高炉操業が
溶銑トン当たり 100kgf 以上の微粉炭を吹き込む微粉炭
吹き込み操業を行っている場合に効果的である。

【００１２】なお、本発明で使用する音波発生器は、圧
縮気体として窒素ガスを使用し、この窒素ガスを共鳴管
と共鳴板で形成される円形スリット状の共鳴管に噴射す
る噴気発振器が好適に使用できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係
る１塔式バグフィルタ式集塵機を示す概略説明図であ
り、図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。本発明は、図
１に示すように、円筒型集塵塔１には、上方が高炉の排
ガスを導く排ガスダクト46に接続され、下方を開放した
末広がり状の中央ダクト４が鉛直下向きに設けてある。
この中央ダクト４と円筒型集塵塔１との間に、図２に示
すように、放射状に仕切り壁12が配設してあると共に、
円筒型集塵塔１内に上部水平隔壁15と下部水平隔壁24が
設けてある。これら放射状の仕切り壁12、上部水平隔壁
15および下部水平隔壁24によって、６室のバグチャンバ
13を形成している。このように１塔式バグフィルタ集塵
機は、円筒型集塵塔１内を仕切って複数のバグチャンバ
13を一体構造として組み込んであるため、設備に要する
スペースを節約できるというメリットがある。

【００１４】各バグチャンバ13の上部に水平に配設した
バグ支持フレーム３には、多数のバグフィルタ２が吊り
下げにより支持されており、その下端部が下部水平隔壁
24に配設した各々の開口部25に接続してある。また、上
部水平隔壁15には、各バグチャンバ13に対応して配設し
た弁座17に、切替え弁18が取り付けてあり、各切替え弁
18は弁開閉装置19を備えている。そして、上部水平隔壁
15の上側は、各バグチャンバ13に共通する円錐型の上部
ヘッダ６を形成しており、また、下部水平隔壁24の下側
は、各バグチャンバ13に共通する逆円錐型のダストホッ
パ14を形成している。

【００１５】上部ヘッダ６には、排出ダクト20が接続し
てあり、この排出ダクト20は、下流側の炉頂圧タービン
に至っている。排出ダクト20の途中から分岐した逆洗ダ
クト21は、環状の逆洗ヘッダ16に接続してあり、また逆
洗ダクト21の途中に逆洗ファン５が配設してある。さら
に、逆洗ヘッダ16から取り出した６本の分岐逆洗ダクト
22が、それぞれ６室のバグチャンバ13に連結されてお
り、各分岐逆洗ダクト22の途中には逆洗弁７が配設して
ある。ダストホッパ14の下部に接続したダスト排出管23
には上側からダスト排出弁８およびシール弁９が配設し
てあり、ダストビン10に至っており、ダストビン10は下
方のダスト排出弁８およびシール弁９を介してスラリー
ピット26に至る。

【００１６】本発明では、特に、各バグチャンバ13ごと
に、その上部および下部にそれぞれ１個ずつ音波発生器
27を配設する。なお、必要に応じ、上部および下部にそ
れぞれ複数個配設して、印加する音響を強化することも
可能である。音波発生器27は、加圧窒素ガスを用いた流
体力学的音源による音波発生器が好適であり、図３に概
略説明図として示した。

【００１７】すなわち、バグチャンバ13の所定位置に設
けた管座28に取り付けてあり、先細ノズル29内にシール
用パッキン30を介して先太テーパ軸31がスライド可能に
セットしてある。先太テーパ軸31の先端部は、先細ノズ
ル29の前方（図示例では右側）に位置決めされた共鳴管
33の内部で摺動可能な共鳴板32と接続されており、先太
テーパ軸31の先端部、共鳴板32および共鳴管33とで端部
（図示例では左端）が開口した円形スリット状の共鳴器
34を形成している。

【００１８】先細ノズル29内で先太テーパ軸31を前後進
すると、先細ノズル29の先端開口35と先太テーパ軸31の
周面とのなすノズル間隙を調整できると共に、共鳴器34
のスリット深さ、すなわち共鳴管33の端部（図示例では
左端）から共鳴板32までの距離を調整することができ
る。また、先細ノズル29の後部に気体供給管36が接続し
てあり、加圧窒素ガスを供給するようになっている。

【００１９】なお、図１において排ガスダクト46に取り
付けた逆洗時における出側圧力計11および各バグチャン
バ13に取り付けた入側圧力計39により、それぞれバグフ
ィルタ２の入側圧力(P₁)と出側圧力(P₂)とを測定し、両
者の圧力差(P₁−P₂) に基づいて、バグフィルタ２のダ
スト付着状況を検出するようになっている。以下、本発
明の作用について説明する。

【００２０】バグフィルタ式集塵機40においては、図１
および図２に示すように、中央ダクト４から円筒型集塵
塔１の下部に排ガスと共に導かれた微粉炭を含有するダ
ストは、ダストホッパ14内で半転し、慣性により粗粒ダ
ストを沈降させつつ、各バグチャンバ13に配列したバグ
フィルタ２の内側に供給され、濾過により内面に微粉炭
を含有するダストが捕捉される。バグフィルタ２により
濾過されたクリーンな排ガスは、バグチャンバ13から上
部水平隔壁15に設けた開状態の切替え弁18を取り付けた
弁座17を通過した後、排出ダクト20から炉頂圧タービン
44に供給される。

【００２１】このようにして各バグチャンバ13に配列し
たバグフィルタ２により、微粉炭を含有するダストの捕
捉を継続すると、付着ダスト量が徐々に増加し、集塵効
率が低下するので、適当なタイミングで、各バグチャン
バ13をチャンバ単位で順次逆洗すると同時に、音響の印
加を行う。この場合、逆洗を行う順番になったバグチャ
ンバ13の弁開閉装置19を作動し、切替え弁18を閉じると
共に、逆洗弁７を開き、排ガスダクト20内を流れている
クリーンな排ガスの一部を逆洗ガスとして、逆洗ファン
５の運転により取り込み、逆洗ダクト21を介して逆洗ヘ
ッダ16に導く。さらに分岐逆洗ダクト22から該当するバ
グチャンバ13に供給することにより、バグフィルタ２を
逆洗する。

【００２２】それと同時に、逆洗順番になったバグチャ
ンバ13の上部および下部に配設してある音波発生器27に
対し、図３に示すように、気体供給管36から加圧窒素ガ
スの供給を開始する。供給する加圧窒素ガスの圧力はバ
グチャンバ内圧力に対し、約２倍の圧力が必要であり、
所望の出力を得るには6.0kgf/cm²G 以上が必要であり、
7.0kgf/cm²G を超える圧力にしても出力向上には余り影
響しない。したがって加圧窒素ガスの圧力は6.0 〜7.0k
gf/cm²G の範囲が好ましい。ここで、窒素ガスを用いる
のは、微粉炭による炭塵爆発を予防できると共に、製鉄
所では安価に入手できるためであるが、これに限らず炭
塵爆発を防止できる不活性ガスであれば良い。

【００２３】加圧窒素ガスは、先細ノズル29内を通過し
た後、先太テーパ軸31との間に形成されるノズル間隙を
通過して、先太テーパ軸31、共鳴管33および共鳴板32が
形成する円形スリット状の共鳴器34に侵入する。共鳴器
34に侵入した加圧窒素ガスは、共鳴板32に衝突、反転
し、再び共鳴器34の開口端から放出される。一方、先細
ノズル29からは連続して加圧窒素ガスが供給されている
ので、共鳴器34内の加圧窒素ガスの圧力が先細ノズル29
から供給される加圧窒素ガスの動圧よりも大きくなった
ときに共鳴器34から加圧窒素ガスが放出される。

【００２４】このように、先細ノズル29、共鳴器34間の
圧力が周期的に変化することにより音響を発振する。こ
の時、先細ノズル29内で先太テーパ軸31を前後進させ、
先細ノズル29の先端開口35と先太テーパ軸31の周面との
なすノズル間隙を調整すると、加圧窒素ガスの動圧が変
化すると同時に、共鳴器34のスリット深さを構成する共
鳴管34の開口端から共鳴板32までの距離が調整され、こ
れによりノズル間隙を通過してスリット内に侵入した加
圧窒素ガスの共鳴器34から放出される周期が変化する。

【００２５】先細ノズル29と共鳴器34の間の気体の圧力
変化の周期を調整することで発振する音響の周波数、発
振出力を調整することができる。これにより、バグフィ
ルタ２の内側に付着した微粉炭を含有するダストは、バ
グフィルタ２の外側から供給される逆洗ガスによって払
い落とされると共に、共鳴ホーン34からの印加される音
響による振動を受け、従来払い落とすのが困難であった
数μｍオーダの微粉炭ダストをバグフィルタ２から剥離
させることが可能となり、微粉炭を含有するダストが効
率よく除去できる。

【００２６】バグフィルタ２から払い落とされた微粉炭
を含有するダストは、ダストホッパ14に落下して貯留さ
れるので、適時に、ダスト排出弁８およシール弁９を開
閉操作し、ダスト排出管23を介してダストビン10に一時
的に溜める。ダストビン10内の微粉炭を包含するダスト
は、さらに下方のダスト排出弁８およシール弁９を開閉
操作して、スラリーピット26に払い出される。スラリー
ピット26内のダストは、攪拌機37を用いて攪拌処理され
スラリ状態とした後、スラリーポンプ38によりスラリー
処理場に輸送される。

【００２７】

【実施例】出銑能力9,000t／日の高炉において、羽口か
ら熱風と共に微粉炭を100kgf/t-p吹き込む高炉操業を行
った。高炉排ガス中には、微粉炭を含有するダストが、
10g/Nm³のレベルで存在していた。この排ガスを、重量
沈降式ダストキャチャで１次除塵を行い、その後、１塔
式バグフィルタ集塵機に供給し、円筒型集塵塔の各バグ
チャンバで除塵し、ダスト含有量５mg/Nm³の清浄ガスと
して、これを炉頂圧タービンに供給し、電気エネルギー
に変換した。

【００２８】バグフィルタに付着した微粉炭を含有する
ダストは、円筒型集塵塔内に形成した各バグチャンバ毎
に、円筒型集塵塔から排出されるクリーンなガスの約10
〜20％相当量を排出ダクトから取り出し、これを利用し
て順番に逆洗した。図４に、各バグチャンバの上、下部
に7.0kgf/cm²G の加圧窒素ガスを用いた音波発生器をそ
れぞれ１個ずつ、計２個を配置し、逆洗ファンによる逆
洗と同じタイミングで音波発生器から出力した音響を印
加してダストを払い落とす場合（本発明例）と、従来の
逆洗ファンによる逆洗だけでダストを払い落とす場合
（従来例）とについて、ダスト捕集と逆洗とを繰り返す
集塵過程におけるバグフィルタの入側圧力Ｐ₁と出側圧
力Ｐ₂とにより求めた圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂) の時間推移
を示す。

【００２９】図４から（逆洗ファン＋音波発生器）を用
いる本発明例では、（逆洗ファンのみ）を用いる従来例
に比較して圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂) が減少できることが分
かる。この圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂) の減少は、本発明例に
よる場合の方が、従来例による場合よりもバグフィルタ
に付着したダスト払い落とし効果が優れていることを示
している。これは逆洗時に、バグフィルタに付着した微
粉炭ダストが、音波発生器から印加した音響により効果
的に払い落とすことができることを裏付けている。した
がって、本発明によれば、従来に比べ逆洗時間、逆洗頻
度が大幅に短縮され、バグフィルタの寿命延長が達成で
きた。

【００３０】また、本発明によれば、微粉炭を150kgf/t
-p吹き込む高炉操業を行った場合にも、1 塔式バグフィ
ルタ式集塵機により微粉炭を包含するダストを支障なく
集塵することができた。なお、本発明の音波発生器に使
用する窒素ガスの圧力は、７kgf/cm²Gで十分であった。
バグフィルタから払い落され、バグチャンバ下部のダス
トホッパに蓄積した微粉炭を含有したダストは、均圧化
されたダストビンに払出し、さらにスラリーピットで乾
ダストをスラリー化し、スラリー輸送する。

【００３１】以上、本発明を１塔式バグチャンバ集塵機
に適用する場合について説明したが、本発明は多塔式バ
グチャンバ集塵機をはじめ、各種のバグフィルタ式集塵
機に適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
炉炉頂から排出する排ガス中の微粉炭を含有するダスト
を、バグフィルタ式集塵機により集塵するに際し、複数
のバグチャンバの各々に配列した多数のバグフィルタ
に、周期的に逆洗ファンからのクリーンガスを作用させ
て順次逆洗すると同時に、各バグチャンバに配置した音
波発生器から出力した音響を印加することによって、バ
グフィルタに付着した微粉炭を含有するダストを効率よ
く払い落とすことができる。とくに、高炉の微粉炭吹き
込み操業時に顕著な効果を呈する。

【００３３】このため、バグフィルタの逆洗時間および
逆洗頻度が大幅に短縮され、バグフィルタ式集塵機の集
塵利用時間が増加できるばかりでなく、バグフィルタの
寿命延長が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る１塔式バグフィルタ式集塵機を示
す概略説明図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】音波発生器の一例を示す概略説明図である

【図４】ダスト捕集と逆洗を繰り返す集塵過程における
バグフィルタの入側圧力Ｐ₁と出側圧力Ｐ₂との圧力差
（Ｐ₁−Ｐ₂) の時間推移を示すグラフである。

【図５】高炉排ガス集塵装置の配置を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１円筒型集塵塔２バグフィルタ３バグ支持フレーム４中央ダクト５逆洗ファン６上部ヘッダ７逆洗弁８ダスト排出弁９シール弁 10 ダストビン 11 出側圧力計 12 仕切り壁 13 バグチャンバ 14 ダストホッパ 15 上部水平隔壁 16 逆洗ヘッダ 17 弁座 18 切替え弁 19 弁開閉装置 20 排出ダクト 21 逆洗ダクト 22 分岐逆洗ダクト 23 ダスト排出管 24 下部水平隔壁 25 開口部 26 スラリーピット 27 音波発生器 28 管座 29 先細ノズル 30 シール用パッキン 31 先太テーパ軸 32 共鳴板 33 共鳴管 34 共鳴器 35 先端開口 36 気体供給管 37 攪拌機 38 スラリーポンプ 39 入側圧力計 40 バグフィルタ式集塵機 41 高炉 42 ダストキャッチャ 43 ベンチュリスクラッバ 44 炉頂圧タービン 45、46 排ガスダクト 47 遮断弁 48 セプタム弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉炉頂からの排ガスを１次集塵して複
数のバグチャンバに供給し、各々のバグチャンバに配列
した多数のバグフィルタにより排ガス中のダストを集塵
しつつ、逆洗ファンからのクリーンガスにより前記複数
のバグチャンバを周期的に順次逆洗してバグフィルタに
付着したダストを払い落とすようにした高炉排ガス用バ
グフィルタ式集塵機におけるバグフィルタの洗浄方法に
おいて、前記バグチャンバの逆洗と同時に、各バグチャ
ンバに配置した音波発生器から音響を印加することを特
徴とする高炉排ガス用バグフィルタ式集塵機におけるバ
グフィルタの洗浄方法。
【請求項２】前記音波発生器は、各バグチャンバの上
部および下部にそれぞれ少なくとも１個配置することを
特徴とする請求項１記載の高炉排ガス用バグフィルタ式
集塵機におけるバグフィルタの洗浄方法。
【請求項３】前記音波発生器は、加圧窒素ガスを用い
た流体力学的音源による音波発生器であることを特徴と
する請求項１又は２記載の高炉排ガス用バグフィルタ式
集塵機におけるバグフィルタの洗浄方法。
【請求項４】前記高炉の操業が、溶銑トン当たり 100
kgf 以上の微粉炭を吹き込む微粉炭吹き込み操業である
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の高炉排ガス
用バグフィルタ式集塵機におけるバグフィルタの洗浄方
法。