JPS6146166B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温の含じん排ガスの除じんを効率
よく行うことができる乾式の集じん装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、高温の含じん排ガスを処理する場合、一
例を挙げると、まずダストキヤツチヤーを用いて
粗粒子を除去し、ついでベンチユリスクラバなど
の湿式集じん装置を用いて除じんしている。この
ような従来方式はダストキヤツチヤー、ベンチユ
リスクラバなどの複数の集じん装置を必要とする
上に、湿式集じん方式であるので水分が蒸発して
ガス量が増加し、これに伴い下流部の諸設備が大
型化するとともに、清浄ガスを燃料ガスとして回
収する場合は燃料ガス中に水分が含まれるので単
位容量当りの発熱量が小さくなり、またガス洗浄
排水の処理装置を必要とし、ガスが洗浄水により
冷却されるので排ガスの有する顕熱を回収するこ
とができず、さらに回収ダクトの含水率が高くな
るのでダストの再利用の際、乾燥工程を必要とす
るなどの欠点を有していた。

またソ連国特許発明第526369号明細書に示され
るように、ろ過材料として強磁性体を用い、外部
から磁場を付与し、中央パイプ６を降下してきた
含塵ガスが、ろ過材料２からなる集じん層を通過
して除じんされる装置が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこの装置は、排ガスが室７の中央部から
周辺部に向かつて流れ、集じん層を通過する構成
である。また上記のように、ろ過材として強磁性
体しか使えず、高集じん率を得るためには磁場が
必要であるので、装置が複雑になつてコスト高と
なり、さらに磁気発生用コイル部があるため、高
温ガスに耐えないなどの問題点がある。

本発明者らは上記の問題点を解決するために、
第１図〜第３図に示すような構成の集じん装置を
既に開発している。この集じん装置を説明する
と、１は円筒状の集じん装置本体で、この装置本
体１内の中央部に含じん排ガス導管２に連設され
た末広がり状の拡がり管３を設ける。この拡がり
管３はその下端と装置本体１の底部傾斜壁４との
間に排ガス通路が形成されるように配設される。
また拡がり管３と装置本体の側壁５との間に、
砂、砂利、セラミツクス、鉄鉱石、焼結鉱、耐火
材などの耐熱性物質からなる粒塊状ろ過材６をル
ーバ、金網、多孔板などの支持体７間にパネル状
または層状に連続的または間欠的に移動可能に充
填した集じん用充填層８を配設する。粒塊状ろ過
材６の粒径は分離対象ダストの粒径に応じて適宜
選択される。充填層８の上端にはろ過材ホツパ１
０が接続され、充填層８の下端には排出機、一例
としてロール式の排出機１１が接続されて、充填
層８を静止状態または移動状態にすることができ
るように構成されている。この排出機１１の下側
にはダストの付着したろ過材を受けるためのろ過
材・ダスト受け１２が配設され、ダストの付着し
たろ過材はこのろ過材・ダスト受け１２を経て装
置本体１の下部に一旦貯えられた後、装置外に排
出されるようになつている。ろ過材・ダスト受け
間には空間１３が形成されるので、拡がり管３を
降下してきた排ガスは拡がり管３下端で反転し前
記空間１３を通過して、充填層８で集じんされる
ように構成されている。１４は仕切壁、１５は拡
がり管の下側に配設されたコーン状の粗ダスト受
け、１６は清浄ガス導管、１７は粗ダスト抜出
管、１８はろ過材・ダスト抜出管である。

ろ過材・ダスト抜出管１８は図示していない
が、振動篩などのろ過材・ダスト分離機に接続さ
れ、このろ過材・ダスト分離機のろ過材出口は、
バケツトエレベータまたは加圧気体により高所移
送できる構造のものなどからなる移送機を介して
前記ろ過材ホツパ１０に接続されて、連続的また
は間欠的に抜き出されるろ過材とダストとを分離
した後、ろ過材を高所移送して循環再使用できる
ように構成されている。

上記のように構成された集じん装置において、
集じん装置の上部から導入されてくる含じん排ガ
スは、拡がり管３を通つて集じん装置の下部まで
到達し、ここで排ガスは反転して空間１３を通り
装置本体の底部傾斜壁４に沿つて上昇する。この
とき粗ダストは慣性力によつて装置下部のコーン
状粗ダスト受け１５に沈降・堆積し、装置外部に
排出される。反転上昇した排ガスは充填層８を通
過し、ここで微細ダストが分離された後、清浄ガ
スとして装置上部の清浄ガス導管１６から出て行
く。

しかし第１図に示す集じん装置は、１層構成で
あるので、層入口ダスト濃度と要求される全集じ
ん率により、充填層厚およびろ過材移動速度が決
まつてしまい、多層構成のものに比べて、ろ過材
移動量が大きくなつてしまうという問題点を有し
ている。

すなわち、第８図に示すように３層の充填層８
ａ，８ｂ，８ｃを設け、層８ａ，８ｂ，８ｃのろ
過材移動速度を夫々v₁〔m/Hr〕、v₂〔m/Hr〕、
v₃〔m/Hr〕とし、層８ａ，８ｂ，８ｃの厚さを
夫々L₁〔ｍ〕、L₂〔ｍ〕、L₃〔ｍ〕とし、層８
ａ，８ｂ，８ｃの奥行をＷ〔ｍ〕とすると、ろ過
材移動量V₁はＷ（L₁v₁＋L₂v₂＋L₃v₃）〔m³/Hr〕
となる。なお排ガスは層８ａ，層８ｂ，層８ｃの
順に流れ、層８ａから層８ｃに行くにつれてダス
ト濃度が下がるので、ろ過材移動速度を小さくし
なければならない。すなわち、v₁＞v₂＞v₃とな
る。

一方、第９図に示すように１層構成の場合、層
８の厚みとして、（L₁＋L₂＋L₃）〔ｍ〕が必要
で、層８のろ過材移動速度はv₁〔m/Hr〕に決ま
つてしまう。すなわち３層構成の場合の第１層の
速度と同じになる。したがつてろ過材移動量V₂
はＷ（L₁＋L₂＋L₃）v₁〔m³/Hr〕となる。すなわ
ちV₂＞V₁となる。このように３層構成の方が、
１層構成よりもろ過材移動量を小さくすることが
できる。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、集
じん装置本体内の中央部に含じん排ガスを導入す
る拡がり管を設け、この拡がり管と集じん装置本
体側壁との間に、安価な砂、砂利、セラミツク
ス、鉄鉱石、焼結鉱、耐火材などの耐熱性物質か
らなる粒塊状ろ過材の移動充填層を多層配設する
ことにより、１基のコンパクトかつ構成の簡単な
装置で高性能集じんすることができる乾式の集じ
ん装置の提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明の集じん装置は、集じん装置本体内の中
央部に含じん排ガスを導入する拡がり管を設け、
この拡がり管と集じん装置本体側壁との間に耐熱
性物質からなる粒塊状ろ過材の充填層を多層配設
し、各充填層の下端に排出機を設けて充填層を移
動可能とし、これらの排出機の下側にろ過材・ダ
スト受けを配設し、ろ過材・ダスト受け間に、拡
がり管を降下してきた排ガスが本体内の中央部か
ら周辺部へ反転して通過する空気を設け、拡がり
管と充填層との間の本体に清浄ガス導管を接続
し、本体底部にろ過材・ダスト分離機に接続され
るろ過材・ダスト抜出管を設け、拡がり管の下側
に粗ダスト受けおよび粗ダスト抜出管を設けたこ
とを特徴としている。

充填層が多層であるので、各層の分離対象ダス
ト粒径およびダスト濃度に応じて、各層の充填物
の粒径および移動速度ならびにガスのろ過速度な
どを変化させて効率よく除じんすることができ
る。たとえばガス上流側の層からガス下流側の層
にかけて充填物の粒径を順次小さくしかつ層厚を
適宜選択することにより、ダスト濃度を段階的に
減少させることができる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例について説明する。第４
図および第５図は、一例として３重層の充填層を
有する集じん装置を示している。すなわち拡がり
管３と装置本体の側壁５との間に、充填層８ａ，
８ｂ，８ｃを配設し、各充填層の上端に夫々ろ過
材ホツパ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを接続し、各充
填層の下端に夫々排出機１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
を接続し、さらに各排出機の下側に夫々ろ過材・
ダスト受け１２ａ，１２ｂ，１２ｃを設けて構成
したものである。他の構成は第１図および第３図
の場合と同様である。

つぎに多重層、一例として粒径の異なるろ過材
からなる３重層の充填層を有する集じん装置のろ
過材・ダスト分離方式について第６図に基づいて
説明する。ろ過材・ダスト抜出管１８から排出さ
れるダストの付着した粒塊状ろ過材は、ろ過材・
ダスト貯槽２０，２１を経て多段振動篩２２のよ
うな多段分離機に送られ、ここで粒塊状ろ過材と
ダストとが分離されると同時に粒塊状ろ過材は粒
径別に選別される。大粒径ろ過材は大粒径ろ過材
貯槽２３，２４を経て充填層８ａに供給され、中
粒径ろ過材は中粒径ろ過材貯槽２５，２６を経て
充填層８ｂに供給され、小粒径ろ過材は小粒径ろ
過材貯槽２７，２８を経て充填層８ｃに供給され
る。なおろ過材の高所移送は、前述と同様の移送
機により行われる。一方、粗ダスト抜出管１７か
ら排出される粗ダストは、ダスト貯槽３０に一旦
貯えられて多段振動篩２２において分離されたダ
ストとともにダスト抜出管３１から回収される。
なおこの場合は粒径の異なる３種類のろ過材を一
緒にして抜き出した後、多段振動篩２２を用いて
分別する方式について説明したが、ダストの付着
したろ過材を粒径毎に別々に抜き出し、複数（こ
の場合は３基）の振動篩のような分離機により分
離するように構成しても差し支えない。

つぎに本発明の集じん装置を一例として高炉排
ガス処理系統に用いる場合について第７図に基づ
いて説明する。高炉３２の排ガスダクトに、一例
として２重層の充填層８ａ，８ｂを有する集じん
装置３３を接続して、高炉３２から排出される
CO、CO₂、H₂、N₂などからなり、10〜20ｇ/Nm³
前後のダストを含む排ガスが集じん装置３３内に
導入されて低圧損で集じんされるように構成す
る。この場合のダスト濃度は一例として50〜100
mg/Nm³前後となる。集じん装置３３を出た高温
（150℃前後）で比較的高圧（2.3Kg/cm²G前後）か
つ乾燥状態の排ガスは、炉頂圧調節弁３４で圧力
調節を受けると同時に、タービンなどからなるエ
ネルギ回収部３５に導入されて圧力エネルギおよ
び温度エネルギが回収される。エネルギ回収部３
５を出た排ガスは、砂、砂利、セラミツクス、鉄
鉱石、焼結鉱、耐火材などの耐熱性物質からなる
粒塊状ろ過材３６を、ルーバ、金網、多孔板など
の支持体３７間にパネル状または層状に連続的ま
たは間欠的に移動可能に充填してなる集じん層３
８を有する補助集じん装置４０に導入され、ここ
でダスト濃度５mg/Nm³前後まで高性能除じんさ
れた後、ガスホルダー４１に燃料ガスとして回収
される。４２は熱風炉、４３は炉頂圧調節弁３４
を作動させるための圧力調節装置、４４，４５は
振動篩のような分離機である。なお上記補助集じ
ん装置４０は必ずしも必要なものではなく、補助
集じん装置を設けないで、上流側の集じん装置３
３を３重層以上の多重層にして高性能集じんを行
うように構成することもある。

〔発明の効果〕

本発明の集じん装置は上記のように、耐熱性に
優れた材料で形成されているから高温含じん排ガ
スを処理することができ、また高圧含じん排ガス
も処理することができる。また洗浄水を使用しな
いで乾式で除じんするものであるから、水処理設
備が不要である上に、回収ダストの含水率が低く
ダストを再利用する際、たとえば焼結炉への投入
原料として利用するためにペレタイズするとき、
乾燥工程などが不要となり、工程が短縮されるた
め燃料などを節約することができる。とくに高炉
ガスを処理する場合は、従来の一次除じん器と同
サイズ、外観同形状の装置で高性能除じんを行う
ことができ、かつ第７図に示すようにタービンな
どのエネルギ回収部と組み合わせれば、きわめて
有効な高炉ガスエネルギの回収方式となるなどの
効果を有するものである。

また本発明の集じん装置は、強磁性体、磁気発
生用コイルなどを必要としないので、製作費が安
価であり、充填層を移動層とすることにより、ろ
過層の圧力損失を一定に保つことができ、逆洗な
どの特別の処置を施す必要がなく、この面からも
装置構成が単純化される。また予め粗ダストを分
離しているので、ろ過材とダストとの混合物を振
動篩などのろ過材・ダスト分離機に導入して、ろ
過材とダストとに分離する操作が容易となる。

さらにろ過材の充填層を多層としているので、
つぎのような効果が奏せられる。

(1) 第１層入口ダスト濃度に応じて、第１層目の
層厚およびろ過材移動速度を最適に選択するこ
とができる。その時の出口ダスト濃度が第２層
目の第２層入口ダスト濃度となり、その値に応
じて第２層目の層厚およびろ過材移動速度を最
適に選択することができる（ゲスト濃度が下が
るため移動速度は小さくなる）。第３層目以降
も同様であり、何層構成にするかは、第１層入
口ダスト濃度と要求される全集じん率から決定
される。このように、種々の処理条件に対し、
幅広く対応することができる。

なお１層構成の場合、上記対応は不可能で、
第１層入口ダスト濃度と要求される全集じん率
により、ろ過層厚およびろ過材移動速度は決ま
つてしまい、多層構成のものに比して、ろ過材
移動量が大きくなつてしまう。

(2) 集じんが行われるに従い、ダスト粒径分布が
変化する。多層の場合、それぞれに応じた最適
のろ過速度を選定することができる。なお１層
の場合は対応不可能であり、ろ過速度は平均的
な値となる。

(3) 上記の(1)、(2)の効果に加え、それぞれの層毎
にろ過材粒径をダスト濃度、ダスト粒径分布に
応じた最適値に選定可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明者らが既に開発した集じん装置
を示す説明図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線
断面説面図、第３図は第１図において鎖線円で囲
まれた部分の拡大図、第４図は本発明の集じん装
置の一実施例を示す説明図、第５図は第４図にお
けるＢ−Ｂ線断面説明図、第６図は第４図に示す
集じん装置と関連機器との関係を示す系統的説明
図、第７図は本発明の集じん装置を高炉ガスに対
して使用する場合の系統的説明図、第８図は３層
構成の場合の説明図、第９図は１層構成の場合の
説明図である。 １……集じん装置本体、２……含じん排ガス導
管、３……拡がり管、４……底部傾斜壁、５……
側壁、６……粒塊状ろ過材、７……支持体、８，
８ａ，８ｂ，８ｃ……充填層、１０，１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ……ろ過材ホツパ、１１，１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ……排出機、１２，１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ……ろ過材・ダスト受け、１３……空
間、１４……仕切壁、１５……粗ダスト受け、１
６……清浄ガス導管、１７……粗ダスト抜出管、
１８……ろ過材・ダスト抜出管、２２……多段振
動篩、３０……ダスト貯槽、３２……高炉、３３
……集じん装置、３４……炉頂圧調節弁、３５…
…エネルギ回収部、３６……粒塊状ろ過材、３７
……支持体、３８……集じん層、４０……補助集
じん装置、４１……ガスホルダー、４４，４５…
…分離機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 集じん装置本体内の中央部に含じん排ガスを
   導入する拡がり管を設け、この拡がり管と集じん
   装置本体側壁との間に耐熱性物質からなる粒塊状
   ろ過材の充填層を多層配設し、各充填層の下端に
   排出機を設けて充填層を移動可能とし、これらの
   排出機の下側にろ過材・ダスト受けを配設し、ろ
   過材・ダスト受け間に、拡がり管を降下してきた
   排ガスが本体内の中央部から周辺部へ反転して通
   過する空間を設け、拡がり管と充填層との間の本
   体に清浄ガス導管を接続し、本体底部にろ過材・
   ダスト分離機に接続されるろ過材・ダスト抜出管
   を設け、拡がり管の下側に粗ダスト受けおよび粗
   ダスト抜出管を設けたことを特徴とする集じん装
   置。