WO2001032293A1

WO2001032293A1 - Dispositif collecteur de poussieres de gaz d'echappement

Info

Publication number: WO2001032293A1
Application number: PCT/JP2000/005915
Authority: WO
Inventors: Shinichi Isozaki; Takeshi Furukawa; Mitsuhiro Tada; Hajime Akiyama; Koji Ishizeki
Original assignee: Nkk Corporation
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2001-05-10
Also published as: KR20020038952A; EP1245264A1; TW514669B; EP1245264A4

Description

明細書排ガス中ダストの集塵装置

技術分野

本発明は、高炉、直接還元炉、溶融還元炉、焼結炉、電気炉、焼却炉、燃焼炉等から排出される排ガスに含まれるダストを除塵するための排ガスの集塵装置で、特に固体粒子をろ過媒体として装填した集塵装置に関するものである。

背景技術

従来の技術としては、特開昭 5 7— 1 2 6 9 0 8号公報に開示されている排ガスの集塵装置がある。ここで開示されている技術は、非燃焼式転炉排ガスの集塵をおこなうに際し、転炉からの排ガス温度を温度降下させ、次いで、該排ガスをその流通経路に沿って複数段に設けた鉄鉱石或いは鉄鉱石ペレツトを充填材とした充填層を通過させ除塵すると共に、充填材である鉄鉱石あるいはそのペレツトを加熱し、還元するようにしたことを特徴とする、転炉排ガスの処理方法である。

しかしながら、当方法においては、固体粒子を装填した充填層で圧力損失が生じ、しかも捕集したダス卜が充填層に蓄積することにより更に圧力損失が増加するために、圧力損失を補償するための昇圧機が必要となる。

更に、上述した従来の高温排ガスの集塵装置では、特に集塵効率を高く維持しょうとした場合に、充填層の厚みを相当厚くする必要が生じ、そのために集塵装置本体の規模が大きくなるだけでなく、昇圧機の規模も大きくしなければならず、これに伴って昇圧機の運転費用も高くなるという問題点があった。更に、従来の技術として、特開平 9— 2 0 2 8 8 7号公報が、あげられる。ここでは、石炭ガス化炉で生成し、ガス中に飛散する溶融スラグを冷却固化して除去し、ガス中の H ₂〇を燃料として、有効な CO, H ₂ に転換することを課題とする石炭のガス化方法及びその装置が開示されている。この装置は、解決手段として、石炭ガス化炉の後段にコークス等の炭素材料を充填したシャフト炉を設け、ガス化炉から排出したガスとコークス等の Cの反応を行うことで、ガスの温度低下及びガス組成の変換を行い、更に、ガス中の溶融スラグ、チヤ一をコークス等に捕集させることで、燃料として有効な CO, H ₂の収率を増加させ、溶融スラグ、チヤ一の捕集を行う方法と装置を開示している。

しかしながら、この従来技術においても、従来の固体粒子をろ過媒体として充填した高温排ガスの集塵装置においては、集塵効率を高く維持しょうとした場合、ガス空塔速度を上げることが考えられるが、ガス空塔速度を増大させると、充填層を形成するろ過粒子の流動化現象が生じて集塵へ悪影響を及ぼし、かえって集塵効率が低下するため、ガス空塔速度の上限に制約があり、良好な集塵効率を実現しにくいという問題があつ 7こ。

また、集塵効率を高めるために充填層の径を大きくすることが考えられるが、そうすると経済的でないという問題が生じていた。本発明は、上記の如き問題点を解決するために、固体粒子をろ過媒体として充填層に装填した高温排ガスの集塵装置の集塵機能について鋭意研究を重ねた結果、

①排ガスに含まれるダストはろ過媒体への慣性衝突により排ガスの気流から分離されること。

②排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が排ガスの流れ方向に対し不連続に増加する界面の直下流の充填層内に集中していること。

③排ガスの気流から分離されたダストは充填層内のほぽ排ガスの気流から分離された位置に蓄積すること。

④充填層内に蓄積したダストがある程度の量になると、排ガスの気流により下流に（充填層内の上流に蓄積したダストは充填層の下流へ、充填層内の最下流に蓄積したダストは充填層の外へ）飛散すること。

⑤ダストの蓄積量の増加に応じてダストの飛散量も増加するため、充填層内の単位体積当りのダスト蓄積量は、飽和点を有すること。

⑥排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面の直下流の充填層内に集中して蓄積したダス卜の単位体積当りの飽和蓄積量は、その界面の直下流の充填層を除く充填層内の単位体積当たりのダスト飽和蓄積量よりも多いこと、などを明らかにした。更に、本発明者らは充填層における固体粒子の挙動について研究したロ

⑦傾斜した支持板上に固体粒子を装填し、上面が自由表面となる充填層を形成させ、固体粒子の排出、供給を繰り返した時には、充填層の下面付近の固体粒子よりも充填層の上面付近における固体粒子の方が移動速度が速い（滞留時間が短い）こと。

⑧支持板の傾斜角を固体粒子の動的安息角よりも 1 0度低い角度から静的安息角の 1 0度高い角度の間にした時が、下面付近の固体粒子の移動速度に対する充填層の上面付近における固体粒子の移動速度の比が最も高くなること、などを明らかにした。（今後、固体粒子が静止状態において支持板の傾斜角度を漸次大きくした時、傾斜角度に沿って滑り出す限界角度を静的安息角と定義する。更に、固体粒子が流れている状態において支持板の傾斜角度を漸次小さくした時、静止し始める限界角度を動的安息角度と定義する。）更に、本発明者等は、次の如き鋭意研究を重ねた。

⑨ 充填層における集塵のメカニズムは慣性衝突が支配的であると考えられる。従って、ガス流速が高くなると、ダスト粒子は慣性力のため気流から離脱しやすく、ろ過媒体に接触する機会が多くなり、そのために集塵効率は上昇すること。

⑩ ところが、ガス流速が高くなると、同時にダスト粒子の持つ運動エネルギーもガス流速が高まるにつれて増大するため、媒体表面において、ダスト粒子のはねかえりが生じるようになり、また気流の運動エネルギ一により既に付着しているダストの再飛散も頻繁に生じるため、これによる集塵効率の低下が生じること。

⑪ 結果として、集塵効率は慣性衝突と再飛散の両方の効果のバランスの取れた流速の最大値を取ることになり、最大で流動化開始速度に設定する必要があること、などを明らかにした。更に、本発明は、解決しょうとする課題として、次のごときものを有する。即ち、

排ガスに含まれる塩化物（C a C l ₂、 N a C l 、 K C し P b C 1 ₂ 等）は、ダイォキシンの発生防止の観点から、できるだけ高温で除去したいという要請がある。また、塩化物はボイラチューブへの付着や腐食を生じさせることから、ボイラーの上流で集塵する必要がある。排ガス中の塩化物を上記の従来技術で除去しょうとすると、塩化物の凝固点の温度以下にろ過層の内部温度を設定する必要がある。そして、この場合には、塩化物以外に S i 〇₂， A l ₂〇₃等のスラグ成分ゃF e〇， Z n 〇等の有価金属もろ過層に捕捉されるため、以下の問題が生じる。

- 有価金属 'スラグ成分と塩化物とを 1つのろ過層で集塵するため、ろ過層の圧力損失が増大しやすい。このため、ろ過層圧損を一定値以下に抑制するためにはろ過粒子を多量に切出す必要がある。このろ過粒子から捕集ダストを分離するためには、処理能力が大きい分離装置が必要になることや、ろ過粒子の消費量が多いなど経済的でない。

• このため、有価金属ゃスラグ成分のダストを捕集したろ過粒子からダストを分離することは経済上不利になることから、ろ過粒子からダストを分離せずに、そのまま反応炉に供給して有価金属の回収を図るという方策がある。また、ろ過粒子としてコークスを用いると金属の還元材として炉内で有効利用できるという利点がある。しかし、ダスト中の塩化物も炉内に供給されることから、排ガス中の塩化物が増大して、排ガス系統の閉塞等の設備トラブルを生じるおそれがある。本発明者等は、更に、このような問題点を解決するために、ダスト中の塩化物成分とそれ以外のダスト成分を分離回収することを可能にした高温排ガスの集塵装置を得るために、排ガス中のダス卜成分の雰囲気温度による影響について鋭意研究を重ねた結果、以下のことを明らかにした。

• ダスト中の塩化物は高温ではガス状態であるが、 8 0 0 以下の温度では溶融状態、 5 0 0 以下の温度では固体状態で存在する。

• それ以外の金属成分ゃスラグ成分は 1 1 0 0 以下では固体状態で存在する。

上記の知見に基いた最良の形態の一つは、以下の構成からなる。

( 1 ) 本最良の形態の内、一つの形態に係る高温排ガスの集塵装置は、固体粒子がろ過媒体として充填された複数段のろ過層を備え、ろ過層の内部温度を集塵対象物に応じて異ならせたものである。本形態においては、ろ過層の内部温度を集塵対象物に応じて異ならせており、例えば第 1段目のろ過層において溶融状態又は固体状態にある金属 · スラグ成分を集塵する。そして、第 2段目のろ過層においては第 1段目のろ過層においてガス状態であった塩化成分を冷却して溶融状態又は固体状態にして、そのダスト成分を集塵する。このようにしてダストの成分を複数の段階に分けて集塵するので、ダスト中の塩化物成分とそれ以外のダスト成分を分離回収することが可能になっている。更に、本形態においては、ろ過層を複数段設けたことにより集塵効率を高めることを可能にしている（詳細は後述の実施形態を参照）。なお、本形態おいて溶融状態は溶融 +固体の状態を示すものとし、ガス状態（ガス +溶融の状態）とは区別される。

( 2 ) 本最良の形態の内、上記と異なる他の形態に係る高温排ガスの集塵装置は、上記（ 1 ) の集塵装置において、ろ過層の内部を冷却するための冷却手段を備え、沸点が異なるガス中成分をろ過層毎に分離回収する。本形態においては、冷却手段によりろ過層の内部を冷却して、沸点が異なる排ガス中の成分をろ過層毎に分離回収する。

( 3 ) 本最良の形態の内、上記と異なる他の形態に係る高温排ガスの集塵装置は、上記（ 1 ) 又は（ 2 ) の集塵装置において、第 1段目のろ過層は金属 · スラグ成分を集塵するものである。本最良の形態においては、排ガス中に溶融状態又は固体状態で存在する金属 · スラグ成分を第 1段目のろ過層により集塵する。

( 4 ) 本最良の形態の内、上記と異なる他の形態に係る高温排ガスの集塵装置は、上記（ 3 ) の集塵装置において、第 2段目のろ過層は塩化物を集塵するものである。本形態においては、第 1段目のろ過層を通過した塩化物を、第 2段目のろ過層により冷却して溶融状態又は固体状態して集塵する。

( 5 ) 本最良の形態の内、上記と異なる他の形態に係る高温排ガスの集塵装置は、上記（4 ) の集塵装置において、冷却手段は第 2段目のろ過層の内部温度を 8 0 0 °C〜 3 5 0 °Cの範囲に冷却する。本形態においては、第 1段目のろ過層を通過した塩化物を第 2段目のろ過層で 8 0 0 ：〜 3 5 0 °Cの温度範囲に冷却し、溶融状態又は固体状態して集塵する。本発明は、上記研究成果に基づいて、コンパクトな設備で、かつ少ない圧力損失で集塵効率を高く維持できるように、固体粒子をろ過媒体として充填層に装填することにより、高温排ガスに含まれるダストを集塵する装置を得ることを目的とする。

発明の開示

上記の目的を達成するために、本発明は、以下を開示する。第 1に、排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

ダストを含む排ガスが上流側から下流側の一方向に流れる排ガスダク卜；

該排ガスダクト内に設けられ、該排ガスの流れに対して傾斜角を有し、排ガスが通過する、少なくとも一つの支持板；及び、

該支持板上にろ過粒子が装填され、該ろ過粒子によって形成された上面が自由表面となる層を有する充填層。第 2に、排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

該排ガスダクト内に、間隔を置き設けられ、該排ガスの流れに対して傾斜角を有する、排ガスが通過する、少なくとも二つの支持板；及び、該支持板上にろ過粒子を装填して形成された上面が自由表面となる層を有する充填層。第 3に、排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

炉内にろ過粒子を装填して形成された粒子充填層を有する粒子充填炉；該粒子充填炉内に配設され、該粒子充填層の上面に接触し、排ガスが通過する仕切板；

ダス卜を含む排ガスが流れ、該排ガスの排出側が該粒子充填炉の下方側部に接続された排ガスダクト；及び、

ダスト捕集後の清浄ガスが流れ、該清浄ガスの入口側が該粒子充填炉の上方側部に接続された清浄ガスダクト。第 4に、排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

炉内にろ過粒子を装填して形成された粒子充填層を有し、上方の炉径が下方の炉径より大きい粒子充填炉；

ダストを含む排ガスが流れ、該排ガスの排出側が該粒子充填炉の下方側部に接続された排ガスダク卜；及び、

ダスト捕集後の清浄ガスが流れ、該清浄ガスの入口側が該粒子充填炉の上方側部に接続された清浄ガスダクト。第 5に、排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

ダストを含む排ガスが流れる排ガスダクト；

ろ過媒体を支え、排ガスが通過する支持板；

該支持板上に、或いは、二つの相対する該支持板間に、該ろ過媒体が充填された複数の充填層であって、該複数の充填層は、該排ガスの流れ方向に対し、該排ガスに含まれる該ダストの該ろ過媒体への慣性衝突の頻度が、不連続に増加する複数の界面を有する；及び、

該充填層前及び複数の充填層間に位置する、複数の空間部。

図面の簡単な説明第 1図は、本発明の最良の形態 1の内、実施形態 1 に係る高温排ガスの集塵装置の概略断面図である。

第 2図は、本発明の最良の形態 1の内、実施形態 2 に係る高温排ガスの集塵装置の概略断面図である。

第 3図は、本発明の最良の形態 1の内、実施形態 3 に係る高温排ガスの集塵装置の概略断面図である。

第 4図は、本発明の最良の形態 2の内、実施形態 1 に係る排ガスの集塵装置の概略断面図である。

第 5図は、本発明の最良の形態 2の内、粒子充填層のガス空塔速度に対して集塵効率が変化する状態を示すグラフである。

第 6図は、本発明の最良の形態 2の内、実施形態 2 に係る排ガスの集塵装置の概略断面図である。

第 7図は、本発明の最良の形態 3の内、実施形態 1 に係る高温排ガスの集塵装置の概略断面図である。

第 8図は、本発明の最良の形態 3の内、実施形態 2 に係る高温排ガスの集塵装置の概略断面図である。

第 9図は、本発明の最良の形態 3の内、実施形態 3 に係る高温排ガスの集塵装置の概略断面図である。

第 1 0図は、本発明の最良の形態 3の内、実施形態 4 に係る高温排ガスの集塵装置の概略断面図である。

第 1 1図は、本発明の最良の形態 4における高温排ガスの集塵装置を示す概略断面図である。

発明を実施するための最良の形態最良の形態 1 実施形態 1 (最良の形態 1の内）

第 1図は本最良の形態 1の内、実施形態 1の排ガスの集塵装置を示す概略断面図である。図において、 1はダストを含む高温の排ガスが流れる集塵用排ガスダクト、 2は集塵用排ガスダクト 1内に設けられ、排ガスの流れ方向に対して傾斜した通風可能な支持板で、多孔板で構成されており、その穴径はろ過粒子径より小さい。

この支持板 2は排ガスの流れ方向の上流側に下端が位置し、下流側に上端が位置するように配設されている。その支持板 2上にはろ過媒体としての固体粒子 1 0 (以降、ろ過媒体としての固体粒子をろ過粒子 1 0 と称する。）が装填され、上面が自由表面となる層厚が薄い充填層 3が形成されている。 4は集塵用排ガスダクト 1内の支持板 2より上流側の空間部である。 5は集塵用排ガス管路 1における支持板 2の上端上方位置に設けられ、支持板 2の上にろ過粒子 1 0を供給するろ過粒子供給装置、 6は集塵用排ガスダクト 1 における支持板 2の下端下方位置に設けられ、支持板 2上のろ過粒子 1 0を外部に排出するろ過粒子排出装置である。

次に、本最良の形態 1の内、実施形態 1に係る排ガスの集塵装置の動作を説明する。

集塵用排ガスダクト 1内を上流側から下流側に向けて流れている高温の排ガスは空間部 4を経由して集塵用排ガス管路 1内の途中に設けられ. 排ガスの流れに対して傾斜した通風可能な支持板 2上の層厚が薄い充填層 3の自由表面側から層内部に入り、充填層 3を通過して通風可能な支持板 2から排出される。

このような高温の排ガスの流れにおいて、空間部 4では排ガスに含まれるダス卜のろ過媒体への衝突は全く起こらないので、空間部 4を経由して自由表面側から層厚が薄い充填層 3に入る時に、排ガスに含まれるダス卜の充填層 3のろ過媒体への慣性衝突の頻度が急激に増加することになる。

即ち、空間部 4から層厚が薄い充填層 3への境界面（自由表面部分に相当）が排ガスに含まれるダストのろ過粒子 1 0への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面に相当するので、排ガスに含まれるダストは気流から分離されて上記境界面の直下の充填層 3内において集中的に蓄積される。

そして、充填層 3内の境界面の直下に蓄積したダス卜がある程度の量になると、排ガスの気流により充填層 3の下流に飛散（集塵効率が低下）し始めるため、充填層 3内の境界面の直下に蓄積されたダス卜の量が、単位体積当りの常に飽和点以下に保つようにする必要がある。

そこで、先ず、支持板 2の下端側に設けられたろ過粒子排出装置 6を作動させて充填層 2のろ過粒子 1 0を外部に排出させる。このとき、通風可能な支持板 2は傾斜しており、その支持板 2上の充填層 3も傾斜し、充填層 3の上面が自由表面となっており、ダス卜が蓄積されたろ過粒子の方がダス卜が蓄積されないろ過粒子よりも重いため、充填層 3の下面付近（支持板 2の直上）のダストが蓄積されないろ過粒子よりも充填層 3の上面付近（自由表面の直下）のダストが蓄積されたろ過粒子の方が移動速度が速い（滞留時間が短く）ことにより、最も多くのダストが蓄積している境界面の直下流の充填層 3内のろ過粒子 1 0を優先的に排出することができ、ろ過粒子の供給を最少必要量まで低減することができる。この場合、ろ過粒子の不要なハンドリングがなくなり、そのためにろ過粒子の粉化を最小限に抑えることができる。

次に、充填層 3内の最も多くのダストが蓄積している境界面の直下流のろ過粒子 1が優先的に排出されたら、支持板 2の上端側に設けられたろ過粒子供給装置 5を作動させて充填層 3にダス卜が蓄積されていない新しいろ過粒子 1 0を適切な速度で供給することにより、充填層 2内の境界面を形成するろ過粒子 1 0の単位体積当りのダス卜蓄積量を常に飽和点以下に保つことができるので、高い集塵効率を維持することができる。

しかも、充填層 3の層厚を薄くしているので、高温の排ガスの集塵装置としての圧力損失も低く抑えることができる。

さらに、集塵用排ガスダクト 1内に充填層 3を有する支持板 2を傾斜して配設しているので、従来の直立させた場合に比べてコンパクトにすることができる。実施形態 2 (最良の形態 1の内）

第 2図は、本最良の形態 1の内、実施形態 2の排ガスの集塵装置を示す概略断面図である。

この実施形態 2は実施形態 1の改善技術であり、実施形態 1で説明した排ガスの流れ方向に対し傾斜した通風可能な支持板 2が集塵用排ガスダクト 1内に間隔を置いて 2つ設けられ、その各々の支持板 2上にろ過粒子 l l a 、 l i bが装填され、上面が自由表面となる層厚が薄い充填層 3 1 a 、 3 l bが形成されている。

また、各支持板 2の上流側には空間部 4があり、各支持板 2の上端上方位置にろ過粒子供給装置 5が設けられ、各支持板 2の下端下方位置にろ過粒子排出装置 6が設けられている。

従って、充填層を有する支持板 2、空間部 4、ろ過粒子供給粒子 5及びろ過粒子排出装置 6で構成される集塵機構が.直列して 2組設けられていることを除いて、各組の集塵機構を構成する個々の装置については実施形態 1 と同一である。

次に、本最良の形態 1の内、実施形態 2に係る排ガスの集塵装置の動作を説明する。

集塵用排ガスダクト 1内を上流側から下流側に向けて流れている高温の排ガスは、最初の空間部を経由して排ガスの流れ方向に対し傾斜した通風可能な最初の支持板 2上の層厚が薄い第 1の充填層 3 1 aの自由表面側から層内部に入り、第 1の充填層 3 1 aを通過して最初の支持板 2 からそれと次の支持板 2の第 2の充填層 3 1 bに挟まれた空間部 4に排出され、その空間部 4を経由して次の支持板 2上の層厚が薄い第 2の充填層 3 1 bの自由表面側から層内部に入り、第 2の充填層 3 1 bを通過して支持板 2から排出される。

このような高温の排ガスの流れにおいて、空間部 4では排ガスに含まれるダストのろ過媒体への衝突は全く起こらないので、最初の空間部 4 を経由して層厚が薄い第 1の充填層 3 1 aに入る時及び最初の支持板 2 と第 2の充填層 3 1 bに挟まれた空間部 4を経由して次の支持板 2の層厚が薄い第 2の充填層 3 1 bに入る時に、排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が急激に増加することになる。

即ち、最初の空間部 4から層厚が薄い第 1の充填層 3 1 aへの境界面 (第 1充填層 3 1 aの自由表面の部分に相当）と、最初の支持板 2と第 2充填層 3 1 bに挟まれた空間部 4から層厚が薄い第 2の充填層 3 1 b への境界面（第 2充填層 3 1 bの自由表面の部分に相当）の 2つの境界面が排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面に相当するので、排ガスに含まれるダストは気流から分離されてこれらの境界面の直下の第 1及び第 2充填層 3 1 a 、 3 1 b内において集中的に蓄積される。

そして、蓄積したダス卜がある程度の量になると排ガスの気流により第 1及び第 2充填層 3 1 a 、 3 1 bの下流に飛散（集塵効率が低下）し始めるため、第 1及び第 2充填層 3 1 a 、 3 1 b内の境界面の直下に蓄積されたダストの量が単位体積当りのダストの蓄積量を常に飽和点以下に保つようにする必要がある。

そこで、先ず、各支持板 2の下端側に設けられたろ各過粒子排出装置 6を作動させて第 1及び第 2充填層 3 1 a , 3 1 bのろ過粒子 1 1 aを外部に排出させる。このとき、通風可能な 2つの支持板 2は傾斜しており、これら支持板 2上の第 1及び第 2の充填層 3 1 a , 3 1 bも傾斜し、これら充填層 3 1 a， 3 1 bの上面が自由表面となっており、ダストが蓄積されたろ過粒子の方が、ダス卜の蓄積されないろ過粒子よりも重いため、これら充填層 3 1 a , 3 1 b下面付近（支持板 2の直上）のダス卜が蓄積されないろ過粒子よりもこれら充填層 3 1 a , 3 1 bの上面付近（自由表面の直下）のダストが蓄積されたろ過粒子の方が移動速度が速い（滞留時間が短く）ことにより、最も多くのダストが蓄積している境界面の直下流のこれら充填層 3 l a , 3 1 b内のろ過粒子 1 1 a を優先的に排出することができ、ろ過粒子 1 1 a、 l i bの供給を最小必要量まで低減することができる。この場合、ろ過粒子の不要なハンドリングがなくなり、そのためにろ過粒子の粉化を最小限に抑えることができる。

次に、これら充填層 3 l a , 3 1 b内の最も多くのダストが蓄積している境界面の直下流の過粒子 1 1 a、 1 1 bが優先的に排出されたら、各支持板 2の上端側に設けられた各ろ過粒子供給装置 5を作動させてこれら充填層 3 1 a , 3 1 bにダス卜が蓄積されていない新しいろ過粒子 1 1 a、 1 1 bを適切な速度で供給することにより、これら充填層 3 1 a , 3 1 bの境界面を形成するろ過粒子 1 1 a、 l i bの単位体積当りのダスト蓄積量を常に飽和点以下に保つことができるので、高い集塵効率を維持することができる。

本実施形態では直列して境界面を 2つ設けているので、第 1の充填層 3 1 aから飛散したダストもその次の空間部 4から第 2の充填層 3 1 b への境界面で捕捉することができるようになり、その結果排ガス中のダス卜の含塵量が多く排ガス量や含塵量が変動する場合などでもトータルとして高い集塵効率が維持される。

しかも、各充填層 3 1 a、 3 l bの層厚を薄くしているので、高温排ガスの集塵装置としての圧力損失は低く抑えられる。なお、第 1 の充填層 3 1 a内に蓄積するダストの量と第 2の充填層 3 1 b内に蓄積するダス卜の量はダストの粒度分布などの条件によって異なるため、各充填層 3 1 a 、 3 l b毎に各充填層 3 1 a 、 3 1 b内でのろ過粒子 1 1 a 、 1 1 bの滞留時間を調整できるようにしておくことが望ましい。実施形態 3 (最良の形態 1の内）

第 3図は本最良の形態 1の内、実施形態 3の排ガスの集塵装置を示す概略断面図である。

この実施形態 3は実施形態 2の改善技術であり、実施形態 2で説明した排ガスの流れ方向に対し傾斜した通風可能な支持板 2が集塵用排ガスダクト 1内に間隔を置いて 3つ設けられ、その各々の支持板 2上に排ガスの流れ方向に沿う支持板の順に粒径が小さいろ過粒子 1 2 a 、 1 2 b、 1 2 cが装填され、上面が自由表面となる層厚が薄い第 1〜第 3の充填層 3 1 a 、 3 1 , 3 1 cが形成されている。

また、各支持板 2の上流側には空間部 4があり、各支持板 2の上端上方位置にろ過粒子供給装置 5が設けられ、各支持板 2の下端下方位置にろ過粒子排出装置 6が設けられている。従って、充填層を有する支持板 2、空間部 4、ろ過粒子供給粒子 5及びろ過粒子排出装置 6で構成される集塵機構が直列して 3組設けられ、排ガスの流れ方向に沿う支持板の順に粒径が小さいろ過粒子 1 2 a 、 1 2 b 、 1 2 cが装填されていることを除いて、各組の集塵機構を構成する個々の装置については実施形態 2と同一である。この実施形態 3では、排ガスの流れ方向で上流側から下流側にいく第 1〜第 3の充填層 3 1 a 、 3 1 b 、 3 1 cほど粒径の小さなろ過粒子 1 2 a 、 1 2 b 、 1 2 cが装填されているので、空間部 4から第 1〜第 3 の充填層 3 1 a、 3 1 b、 3 1 cへの境界面を通過する時の慣性衝突頻度の増加量は、排ガスの流れ方向に沿う充填層の順に大きくなつている。従って、排ガスの流れ方向に沿う下流の充填層では（ 3 1 aに対する 3 1 b、 3 1 bに対する 3 1 c ) 上流の充填層より細かいダストも集塵されるため、ダス卜が幅広い粒度分布を有する場合などに特に有効である。

しかも、第 1〜第 3の充填層 3 1 a、 3 1 b、 3 1 cはその層厚を薄くしているので、高温排ガスの集塵装置としての圧力損失は低く抑えられる。

さらに、第 1〜第 3の充填層 3 1 a、 3 1 b, 3 1 cに蓄積されたダストがある程度の量になれば、実施形態 2と同様に、まず各支持板 2の下端側に設けられたろ各過粒子排出装置 6を作動させて第 1及び第 2の充填層 3 l a, 3 l bのろ過粒子 1 2 a、 1 2 b、 1 2 cを外部に排出させる。このとき、最も多くのダストが蓄積している境界面の直下流のこれら充填層 3 1 a, 3 1 b内のろ過粒子 1 2 a、 1 2 b、 1 2 cを優先的に排出することができ、ろ過粒子 1 2 a、 1 2 b、 1 2 cの供給を最小必要量まで低減することができる。この場合、ろ過粒子の不要な八ンドリングがなくなり、そのためにろ過粒子の粉化を最小限に抑えることができる。、

次に、各支持板 2の上端側に設けられた各ろ過粒子供給装置 4を作動させてこれら充填層 3 1 a , 3 1 b、 3 1 cにダストが蓄積されていない新しいろ過粒子 1 1 aを適切な速度で供給することにより、これら充填層 3 1 a， 3 1 3 1 cの境界面を形成するろ過粒子 1 2 a、 1 2 b、 1 2 cの単位体積当りのダス卜蓄積量を常に飽和点以下に保つことができるので、高い集塵効率を維持することができる。

なお、これら充填層 3 1 a， 3 1 b、 3 1 c内に蓄積するダストの量はダス卜の粒度分布などの条件によって異なるため、各充填層毎に各充填層内でのろ過粒子の滞留時間を調整できるようにしておくことが望ましい。

上述の実施形態 1〜 3では、高温排ガスの集塵装置として、排ガスの流れ方向に対し傾斜した通風可能な支持板を設け、その支持板上にろ過粒子を装填し、上面が自由表面となる層厚が薄い充填層で説明したが、充填層の数、ろ過粒子の粒度や形状などは、それに限定されるものではなく、高温排ガスのガス量、温度、含塵量、ダストの粒度分布や目標とする集塵効率などから、最適な装置を選択することができる。

また、上記の説明ではろ過粒子に関する説明を省略したが、具体的にはセラミックボール、アルミナボール、鉄鉱石、石炭、活性炭、コークス、硅砂、砂利、セメントクリン力一などが使用でき、粒径は 0 . 5〜 5 0 m m程度のものが使用される。

なお、ダストが蓄積し排出したろ過粒子粒子は、ダストを篩い分けや水洗等の手段により除去し再使用してもよいし、ダストと共に別の用途に例えばろ過粒子粒子としてコークスを使用した場合などは電気炉用燃料として使用してもよい。

ところで、これまでは主に本最良の形態 1の主要な構成要件について説明したが、これら本最良の形態 1の主要な構成要件において通風可能な支持板の傾斜角をろ過粒子の動的安息角よりも 1 0度低い角度から静的安息角の 1 0度高い角度の間の角度とすることにより、充填層の下面付近（支持板の直上）におけるろ過粒子の移動速度に対する充填層の上面付近（自由表面の直下）におけるろ過粒子の移動速度の比を最も高くすることができる。

そのため、最も多くのダストが蓄積している境界面の直下流に位置する充填層内ろ過粒子を更に優先的に排出することができる。

また、ろ過粒子の排出、供給について、上述の説明ではろ過粒子を排出した後に供給するとしたが、ろ過粒子を排出しながら供給するようにしてもよいことは勿論である。

本最良の形態 1の一実施例として、実施形態 3の排ガスの集塵装置を用いた場合を説明する。

表 1に高温排ガスの条件、表 2に集塵装置の設備及び運転条件、表 3 に集塵効率及び集塵装置の圧力損失を示す。表 2と表 3については従来例と比較して示す。表 3を見ると、本発明の高温排ガスの集塵装置は、従来例と比較し、ろ過媒体としての固体粒子の単位時間当たり排出量が少ないにもかかわらず、集塵効率が高く、しかも圧力損失が大幅に低下していることが分かる。

ガス種電気炉排ガス

ガス量 3,000 Nm h

ガス温度 250

ガス成分 CO₂： 30%、 CO： 20%、 O ₂ ： 10%、 N ₂ ： 40% 曰一

3麈星 15g /Nm

ダスト粒度 - lO^rn： 90%

実施例（本最良の形態 1 ) 比較例出口含塵量 0.03g/Nm³ 0.06g/Nm³ 集塵効率 9 9. 8 % 9 9. 6 % 圧力損失 15mmA q 150mmAq 以上に述べた如く、本最良の形態 1によれば、固体粒子をろ過媒体とした充填層による集塵装置において、ダストを含む高温の排ガスが流れる集塵用排ガスダクト内に排ガスの流れに対して傾斜した通風可能な支持板を設ける。その支持板上にろ過媒体としての固体粒子を装填して上面が自由表面となる層厚が薄い充填層を形成し、その傾斜した充填層の自由表面側から通風可能な支持板に向って高温の排ガスを通過させて、排ガスからダストを除塵するようにする。ダストを除塵する充填層の層厚が薄いので、排ガスの集塵装置としての圧力損失を低く抑えることができ、高い集塵効率を維持できる。しかも、最も多くのダストが蓄積されるのは充填層の自由表面の直下であり、ダストが蓄積されたろ過粒子の方が、ダストの蓄積されないろ過粒子よりも重いため、傾斜した充填層のろ過粒子を排出するときに最も多くのダス卜が蓄積されている充填層自由表面の直下に位置するろ過粒子が優先的に排出される。これにより、ろ過粒子の供給を、最少必要量まで低減することができるという効果がある。

さらに、集塵用排ガスダクト内に充填層を有する支持板を傾斜して配設しているので、従来の充填層を直立させた場合に比べて、設備もコンパクトとなるという効果がある。

また、本最良の形態 1によれば、ダストを含む高温の排ガスが流れる集塵用排ガスダクト内に間隔を置いて排ガスの流れに対して同じ方向に傾斜した通風可能な複数の支持板を設ける。その各支持板上にろ過媒体としての固体粒子を装填して上面が自由表面となる層厚が薄い充填層を形成し、その傾斜した充填層の自由表面側から通風可能な支持板に向つて高温の排ガスを通過させて排ガスからダストを除塵するようにした。これにより、上流側の充填層から飛散したダストも下流側の充填層で捕捉することができる。更に、排ガス中の含塵量が多く排ガス量や含塵量が変動する場合などでも、トータルとして高い集塵効率が維持されるという効果がある。さらに、本最良の形態 1によれば、集塵用排ガスダクト内に間隔を置いて設けられた複数の支持板上の充填層が、排ガスの流れ方向に沿う支持板の順に粒径が小さいろ過媒体としての固体粒子を装填して形成されている。従って、排ガスの流れ方向に沿う下流の充填層では上流の充填層より細かいダストも集塵されるため、ダストが幅広い粒度分布を有する場合などに特に有効であるという効果がある。

また、本最良の形態 1 によれば、排ガスダクト内に設けられた支持板の傾斜角は、ろ過媒体としての固体粒子の動的安息角よりも 1 0度低い角度から静的安息角の 1 0度高い角度までの間とした。これにより、充填層下面付近のろ過粒子の移動速度に対する充填層の上面である自由表面付近に位置するろ過粒子の移動速度の比を最も高くすることができる, 更に、最も多くのダストが蓄積している境界面の直下流に位置する充填層内ろ過粒子を更に優先的に排出することができるという効果がある。

最良の形態 2 実施形態 1 (最良の形態 2の内）

第 4図は、本最良の形態 2の内、実施形態 1の排ガスの集塵装置を示す概略断面図、第 5図はろ過粒子充填層のガス空塔速度に対して集塵効率が変化する状態を示すグラフである。

第 4図において、 1 0 1はダストを含む高温の排ガスが流れる排ガスダクト、 1 0 2は排ガスダクト 1 0 1の排出側に下方側部が接続され、底部が先細りとなる粒子充填炉で、内部にろ過媒体としての固体粒子 1 1 0 (以降、ろ過媒体としての固体粒子をろ過粒子 1 1 0 と称する）が充填されている。 1 0 3は粒子充填炉 1 0 2内に形成されたろ過粒子 1 1 0の粒子充填層である。ここで、粒子充填層 1 0 3とは粒子充填炉 1 0 2内のろ過粒子 1 1 0のうち、粒子充填炉 1 0 2内の下方のガス入口側から上方のガス出口側までの間にあるろ過粒子 1 1 0で形成されるものをいう。

1 0 4は粒子充填炉 1 0 2の上方側部に接続された清浄ガスダクトである。 1 0 5は粒子充填炉 1 0 2内の上方に配設された通風可能なろ過粒子 1 1 0の流動化を防止する仕切板で、多孔板で構成されており、その穴径はろ過粒子径ょり小さい。

1 0 6は粒子充填炉 1 0 2の天面壁と仕切板 1 0 5を貫通して設けられ、ろ過粒子 1 1 0を供給する粒子供給管、 1 0 7は粒子充填炉 1 0 2 の底部に設けられ、ろ過粒子 1 1 0を外部に排出する粒子切出装置である。

次に、本最良の形態 2の内、実施形態 1に係る排ガスの集塵装置の動作を説明する。

排ガスダクト 1 0 1内を流れている高温の含塵排ガスは粒子充填炉 1 0 2の粒子充填層 1 0 3の下部に供給され、粒子充填層 1 0 3を通過して上部から排出される。この含塵排ガスは粒子充填層 1 0 3を通過するときに、ろ過粒子 1 1 0にダストが吸着されて除塵された清浄ガスとなり、清浄ダクト 1 0 4に排出される。

また、粒子充填炉 1 0 2の粒子充填層 1 0 3におけるダス卜が堆積したろ過粒子 1 1 0は粒子切出装置 1 0 7によって定量抜き出しされ、それと同時に粒子供給管 1 0 6から新しいろ過粒子 1 1 0が粒子充填層 1 0 3の上部に供給されることにより、圧損を所定値以下に抑えるようにしている。

本最良の形態 2の実施形態 1で、粒子充填炉 1 0 2内に粒子充填層 1 0 3の上面に接触する通風可能な仕切板 1 0 5を配設しているのは、粒子充填炉 1 0 2の粒子充填層 1 0 3におけるガス空塔速度を流動化開始速度以上まで増大させると、ろ過粒子 1 1 0の流動化開始速度を超えることとなつて粒子充填層 1 0 3の上部のろ過粒子 1 1 0が流動化するが. 仕切板 1 0 5がろ過粒子 1 1 0の流動化を防止するため、ガス空塔速度を流動化開始速度以上に動大させることができ、高い集塵効率を確保できるからである。実施例 1

本最良の形態 2の実施例 1として、本最良の形態 2の内、実施形態 1 の排ガス集塵装置を用いた場合を説明する。

この実施例 1では表 4に高温排ガスの条件、表 5に集塵装置の圧力損失及び集塵効率を示す。

なお、集塵装置の運転条件としては、使用ろ過粒子：セラミックボールで粒径： 1mm (最小流動化速度： 0. 35mZs、最大集塵効率時の空塔速度： l m/s )、密度： 2 000 k gZm³ 、粒子切り出し速度： 2500 k gZhである。

一方、この条件下で、粒子充填層 1 03での最大集塵効率を示すガス空塔速度は 1. OmZsであることが、別の試験結果から得られている。このため、ガス空塔速度を 1. OmZsになるように、粒子充填層 1 0 3の装置径を決定した。

ガス空塔速度を 1. OmZsまで増大させると、ろ過粒子の流動化開始速度を超えるため、ろ過粒子が流動化して、集塵効率が低下するが、本最良の形態 2のように充填層 1 03の上部に仕切板 1 0 5を設置することにより、ろ過粒子 1 1 0の流動化を防止できるため、第 5図に示すようにガス空塔速度を流動化開始速度以上に増大させることができ、高い集塵効率を確保できる。

このことは、表 5を見ると、本最良の形態 2の高温排ガス集塵装置は比較例と比較し、ガス空塔速度を上げるこにより集塵効率を高くでき、しかも圧力損失が大幅に低下していることが分かる。

表 4

表 5

実施形態 2 . (最良の形態 2の内）

第 6図は、本最良の形態 2の内、実施形態 2の排ガスの集塵装置を示す、概略断面図である。

第 6図において、本最良の形態 2の実施形態 2において、実施形態 1 と同様の構成は、同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。本実施形態 2は、実施形態 1の粒子充填炉 1 0 2内に設けた仕切板 1 0 5の代わりに、粒子充填炉 1 0 2を特殊な形状にしたものである。即ち、本実施形態 2では、粒子充填炉 1 0 2の側壁に下方のガス入口部分から上方のガス出口部分に至るに従い次第に径が大きくなるように傾斜をつけ、ろ過粒子充填層 1 0 3の下方のガス入口側の径を小さく、上方のガス出口側の径を大きくしたものである。

このように、粒子充填炉 1 0 2の側壁に下方のガス入口部分から上方のガス出口部分に至るに従い次第に径が大きくなるように傾斜をつけ、粒子充填層 1 0 3の下方のガス入口側の径を小さく、上方のガス出口側の径を大きくしたのは、粒子充填炉 1 0 2の粒子充填層 1 0 3におけるガス空塔速度を入口側で流動化開始速度以上まで増大させても、粒子充填層 1 0 3の下部のために粒子が流動化するおそれはなく、粒子充填層 1 0 3の出口側ではろ過粒子 1 1 0の流動化開始速度を超えないため、ろ過粒子 1 1 0の流動化を防止するため、ガス空塔速度を流動化開始速度以上にすることができ、高い集塵効率を確保できるからである。実施例 2

本最良の形態 2の実施例 2として、実施形態 2の排ガス集塵装置を用いた場合を説明する。

この実施例 2では表 6に高温排ガスの条件、表 7に集塵装置の圧力損失及び集塵効率を示す。

なお、集塵装置の運転条件としては、使用ろ過粒子：セラミックボールで粒径： 1 m m (流動化開始速度： 0 . 3 5 m / s )、密度： 2 0 0 0 k g / m³ 、粒子切り出し速度： 2 5 0 0 k g である。

一方、この条件下で、粒子充填層 1 0 3での最大集塵効率を示すガス空塔速度は 1 . 0 mZ sであることが別の試験結果から得られている。そして、粒子充填層 1 0 3の入口部設定ガス流速： 1 . 0 m/ s、粒子充填層 1 0 3の出口部設定ガス流速： 0 . 3 m Z s とし、この条件で、粒子充填層 1 0 3の入口部径： 1 . 0 mとし、出口部径： 2 . 0 mとした。

ダストは主として、粒子充填炉 1 0 2の粒子充填層 1 0 3の含塵ガス入口側でろ過粒子 1 1 0に付着するため、粒子充填層 1 0 3の下流側である出口側に比べ、この領域で集塵割合が大きくなる。このため、高い集塵効率を得るためには、粒子充填層 1 0 3のガス入口部でのガス流速が 1 . O mZ sになるように、ガス充填層 1 0 3の入口部径を決定する。この場合、ガス流速が流動化開始速度より大きくなるが、ガス充填層 1 0 3の下部のため、粒子が流動化するおそれはない。

一方、ガス充填層 1 0 3のガス出口側でもダストは入口側に比べ少ないが、ろ過粒子 1 1 0に付着し、最終的な集塵効率を決定する。

しかし、ガス出口側のガス充填層 1 0 3の径をガス入口側のガス充填層 1 0 3の径と同一に設定すると、ろ過粒子 1 1 0の流動化開始速度を超えるため、ろ過粒子 1 1 0が流動化して付着したダス卜が再飛散して集塵効率が低下する。

このため、出口側のガス流速が流動化開始速度以下（ 0 . 3 5 m/ s 以下）になるようにガス充填層 1 0 3の出口側の径を決定したものである。

ガス充填層 1 0 3の入口側と出口側で異なった径にするためには、第 6図のように塔粒子充填炉 1 0 2の側壁に傾斜をつける方法や、径を 2 段階に設定する方法がある。

このように、粒子充填炉 1 0 2の粒子充填層 1 0 3におけるガス空塔速度を入口側で 1 . 0 m Z s まで増大させても、粒子充填層 1 0 3の下部のために粒子が流動化するおそれはなく、ろ過粒子充填層 1 0 3の入口側の径を小さく、出口側の径を大きくしたので、粒子充填層 1 0 3の出口側ではガス流速が 0 . 3 5 mZ s以下でろ過粒子 1 1 0の流動化開始速度を超えないため、ろ過粒子 1 1 0の流動化を防止するため、ガス空塔速度を流動化開始速度以上に増大させることができ、高い集塵効率を確保できるからである。

このことは、表 7を見ると、本最良の形態 2の高温排ガスの集塵装置は従来例と比較し、ガス空塔速度を上げるこにより集塵効率を高くでき、しかも圧力損失が大幅に低下していることが分かる。

表 6

表 7

実施例（本最良の形態 2) 比較例空塔速度 m/s 1 0. 3 塔径 m 上部 2. 0 下部 0 3. 7 塔高 m 1. 5 3. 5

H:損 mmAq 1 5 2 0 2 8 0 0 出口ダスト濃度 g/Nm³ 0. 0 1 0 0. 1 5 集塵効率％ 9 9. 9 4 9 9. 0 0

上述の最良の形態 2における実施例 1、 2では、高温排ガスの集塵装置として、具体的な数値を挙げて説明したが、粒子充填層 1 0 3の径ゃ形状、ろ過粒子 1 1 0の粒度や形状などは、それに限定されるものではなく、高温排ガスのガス量、温度、含塵量、ダストの粒度分布や目標とする集塵効率などから、最適な装置を選択することができる。

また、上記の説明ではろ過粒子 1 1 0に関する説明を省略したが、具体的にはセラミックボール、アルミナボール、鉄鉱石、石炭、活性炭、コークス、硅砂、砂利、セメントクリン力一などが使用でき、粒径は 0 . 5〜 5 0 mm程度のものが使用される。

なお、ダス卜が蓄積し排出したろ過粒子 1 1 0はダス卜を篩い分けや水洗等のい手段により除去し再使用してもよいし、ダストと共に別の用途に例えばろ過粒子粒子としてコークスを使用した場合などは電気炉用燃料として使用してもよい。

また、ろ過粒子の排出、供給について、上述の説明ではろ過粒子を排出した後に供給するとしたが、ろ過粒子を排出しながら供給するようにしてもよいことは勿論である。以上のように、本最良の形態 2は、ダストを含む高温の排ガスをろ過媒体を通過させることによって除塵する排ガスの集塵装置を具備する。この装置は、ダストを含む高温の排ガスが流れる排ガスダクトの排出側に下方側部が接続され、上方に排出口を有する粒子充填炉内にろ過媒体としての固体粒子を装填して粒子充填層を形成し、高温の排ガスを上面に接触する通風可能な仕切板を設けた粒子充填層を通過させて、排ガスからダストを除塵するするようにした。この粒子充填層におけるガス空塔速度を所定値以上まで増大させ、ろ過粒子の流動化開始速度を超えて粒子充填層の上部のろ過粒子が流動化しても、仕切板がろ過粒子の流動化を防止するため、ガス空塔速度を増大させて高い集塵効率を確保でき、しかも圧力損失が大幅に低下するという効果がある。また、本最良の形態 2は、ダストを含む高温の排ガスをろ過媒体中を通過させることによって除塵する排ガスの集塵装置を具備する。この装置では、ダストを含む高温の排ガスが流れる排ガスダク卜の排出側に下方側部が接続され、上方に排出口を有し、下方のガス入口部分の径が小さく、上方のガス出口部分の径が大きい粒子充填炉内にろ過媒体としての固体粒子を装填して粒子充填層を形成し、高温の排ガスを下方のガス入口側の径が小さく、上方のガス出口側の径が大きい粒子充填層を通過させて排ガスからダストを除塵するようにした。従って、粒子充填層におけるガス空塔速度をガス入口側で流動化開始速度まで増大させても、粒子充填層のガス入口側は下部のために粒子が流動化するおそれはなく , 粒子充填層のガス出口側ではガス流速が流動化開始速度以下となり、ろ過粒子の流動化開始速度を超えないため、ろ過粒子の流動化を防止できるため、ガス空塔速度を増大させて高い集塵効率を確保でき、しかも圧力損失が大幅に低下するという効果がある。

最良の形態 3 実施形態 1 .

第 7図は本最良の形態 2 0 3の内、実施形態 1に係る高温排ガスの集塵装置の一例で、固体粒子をろ過媒体とした充填層が向流式の移動充填層である時の概略断面図である。（以後、排ガスの流れとろ過粒子の流れが、第 7図に示す如く互いに向き合っているものを '向流式移動充填層' と称する。）

排ガスは集塵装置の下部から導入され、最下段の空間部 2 0 4を経由して下段の通風可能な支持板 2 0 3に支えられたろ過媒体としての固体粒子 2 0 1 (以降ろ過媒体としての固体粒子をろ過粒子と称する。）が薄く充填された充填層 2 0 2 (以降、通風可能な支持板に支えられたろ過粒子が充填された充填層をろ過粒子層と称する。）を通過し、そして中段の空間部 2 0 4を経由して上段の薄く充填されたろ過粒子層 2 0 2 を通過し、集塵装置の上部から排出される。

一方、各ろ過粒子層 2 0 2を形成するろ過粒子 2 0 1は各ろ過粒子層 2 0 2の上部に設けられているろ過粒子供給装置 2 0 5によって供給され、また各ろ過粒子層 2 0 2の下部に設けられているろ過粒子排出装置 2 0 6によって排出される。

なお、本実施形態はろ過粒子層 2 0 2を複数設けていることと各ろ過粒子層 2 0 2の層厚を薄くしていることを除けば、その他の基本的な構成、例えば各ろ過粒子層 2 0 2の層厚の設定機構や各ろ過粒子層 2 0 2 内でのろ過粒子 2 0 1の滞留時間の調整機構などは、従来の向流式の移動充填層と同一である。

上述したような排ガスの流れにおいて、空間部 2 0 4では排ガスに含まれるダストのろ過媒体への衝突は全く起こらないので、最下段の空間部 2 0 4を経由して下段の層厚が薄いろ過粒子層 2 0 2に入る時及び中段の空間部 2 0 4を経由して上段の層厚が薄いろ過粒子層 2 0 2に入る時に、排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が急激に増加することになる。すなわち、本実施形態では最下段の空間部 2 0 4 から下段の層厚が薄いろ過粒子層 2 0 2への境界面と、中段の空間部 2 0 4から上段の層厚が薄いろ過粒子層 2 0 2への境界面という、 2つの境界面が、排ガスの流れ方向に対し排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面に相当するので、排ガスに含まれるダストはこれらの境界面の直下流のろ過粒子層 2 0 2内において集中的に排ガスの気流から分離され、ほぼその位置で蓄積する。蓄積したダス卜がある程度の量になると排ガスの気流によりろ過粒子層の下流に飛散（集塵効率が低下）し始めるが、境界面の直下流のろ過粒子層 2 0 2内の単位体積当りのダス卜の蓄積量を常に飽和点以下に保つようにろ過粒子層 2 0 2内でのろ過粒子 2 0 1の滞留時間を調整することにより、すなわちダストをろ過粒子 2 0 1 と共にろ過粒子排出装置 2 0 6でろ過粒子層 2 0 2から適切な速度で排出しダストが蓄積されていない新しいろ過粒子 2 0 1をろ過粒子供給装置 2 0 5でろ過粒子層 2 0 2に適切な速度で供給することにより、高い集塵効率を達成することができる。

そして、本実施形態では直列して境界面を 2つ設けているので、下段のろ過粒子層 2 0 2から飛散したダストもその上の中段の空間部 2 0 4 から上段のろ過粒子層 2 0 2への境界面で捕捉することができ、その結果トータルとして高い集塵効率が維持される。しかも従来の固体粒子をろ過媒体として充填した高温排ガスの集塵装置に対し排ガスの流れ方向の全層厚も薄くなるように個々のろ過粒子層 2 0 2の層厚を薄くしているため、高温排ガスの集塵装置としての圧力損失は低く抑えられる。なお、本実施形態では排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面として集塵装置内の空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 0 2への境界面を 2つ設けているが、排ガス中の含塵量が多く上段のろ過粒子層 2 0 2からの飛散が無視できないような場合には, 下段のろ過粒子層 2 0 2を構成するろ過粒子 2 0 1に対し上段のろ過粒子層 2を構成するろ過粒子 2 0 1の粒径を小さくしたり、あるいはそれに加えて形状を変更して中段の空間部 2 0 4から上段のろ過粒子層 2 0 2への境界面での排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度の増加量をさらに増加させることにより、又は排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面を 3つ以上とすることにより、トータルとして集塵効率を更に高めてダスト排出量を低下させることも可能である。

また、下段のろ過粒子層 2 0 2内に蓄積するダス卜の量と上段のろ過粒子層 2内に蓄積するダス卜の量はダス卜の粒度分布などの条件によつて異なるため、各ろ過粒子層 2 0 2毎に各ろ過粒子層 2 0 2内でのろ過粒子の滞留時間を調整できるようにしておくことが望ましい。実施形態 2 .

第 8図は、本最良の形態 3の内、実施形態 2に係る高温排ガスの集塵装置の一例で、固体粒子をろ過媒体として充填層が十字流式の移動充填層である時の概略断面図である。（以後、排ガスの流れとろ過粒子の流れが、第 8図に示す如く、直交して十字流を形成するものを、 '十字流式充填層' と称する。）本実施形態においては、排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面として空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 a , 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) への境界面が 3つ設けられており、しかも個々のろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 a， 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) 内のろ過粒子 2 0 1 ( 2 0 1 a , 2 0 1 b 及び 2 0 1 c ) の平均粒径を排ガスの流れの方向に沿って順次小さくしている。

なお、本実施形態においてもろ過粒子層 2 0 2を複数設けていることと各ろ過粒子層 2 0 2の層厚を薄くしていることを除けば、その他の基本的な構成例えば通風可能な支持板 2 0 3でろ過粒子層 2 0 2を形成する構造、ろ過粒子供給装置 2 0 5やろ過粒子排出装置 2 0 6、更には各ろ過粒子層 2 0 2内でのろ過粒子 2 0 1の滞留時間の調整機構などは従来の十字流式の移動充填層と同一である。

本実施形態の十字流式の移動充填層も実施形態 1の向流式の移動充填層と同様に、集塵装置に導入された排ガスが集塵装置内の空間部 2 0 4 からろ過粒子層 2 0 2に入る時に排ガスに含まれるダス卜のろ過媒体への慣性衝突の頻度が急激に増加するので、排ガスに含まれるダス卜が空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 0 2への境界面の直下流のろ過粒子層 2 0 2内において集中的に排ガスの気流から分離されほぼその位置で蓄積する。

蓄積したダストがある程度の量になると排ガスの気流によりろ過粒子層の下流に飛散（集塵効率が低下）し始めるが、境界面の直下流のろ過粒子層 2 0 2内の特にろ過粒子排出装置 2 0 6付近の下層部の単位体積当りのダス卜の蓄積量を常に飽和点以下に保つようにろ過粒子層 2 0 2 内でのろ過粒子 2 0 1の滞留時間を調整することにより、すなわちダストをろ過粒子 2 0 1と共にろ過粒子排出装置 2 0 6でろ過粒子層 2 0 2 から適切な速度で排出しダス卜が蓄積されていない新しいろ過粒子 2 0

1をろ過粒子供給装置 2 0 5でろ過粒子層 2 0 2に適切な速度で供給することにより、高い集塵効率を達成することができる。

そして、本実施形態では直列して境界面を 3つ設けているので、上流のろ過粒子層 2 0 2 aから飛散したダス卜もその次の中流の空間部 2 0

4からろ過粒子層 2 0 2 bへの境界面で、更には中流のろ過粒子層 2 0

2 bから飛散したダストも下流の空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 0 2 c への境界面で捕捉することができ、その結果トータルとして高い集塵効率が維持される。

しかも、従来の固体粒子をろ過媒体として充填した高温排ガスの集塵装置に対し排ガスの流れ方向の全層厚も薄くなるように個々のろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 a , 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) の層厚を薄くしているため、高温排ガスの集塵装置としての圧力損失は低く抑えられる。

なお、本実施形態は排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面として集塵装置内の空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 a , 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) への境界面が 3つ設けられており、しかも個々のろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 a , 2 0 2 b 及び 2 0 2 c ) を構成するろ過粒子 2 0 1 ( 2 0 1 a , 2 0 l b及び 2 0 1 c ) の粒径を排ガスの流れ方向に沿って順次小さくしているため、排ガスの流れ方向の下流のろ過粒子層 2 0 2 (例えば 2 0 2 aに対する 2 0 2 b 、 2 0 2 bに対する 2 0 2 c ) ほど空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 0 2への境界面を通過する時の慣性衝突の頻度の増加量が高くなつており、高い集塵効率又はより細かいダストが集塵できる。すなわち、排ガス中の含塵量が多い場合やダストが幅広い粒度分布を有する場合などに特に有効である。また、各ろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 a, 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) 内に蓄積するダス卜の量はダストの粒度分布などの条件によって異なるため、各ろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 a, 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) 毎に各ろ過粒子層 2 0 2内でのろ過粒子の滞留時間を調整できるようにしておくことが望ましい。実施形態 3.

第 9図は本最良の形態 3の内、実施の形態 3に係る高温排ガスの集塵装置の一例で、固体粒子をろ過媒体とした充填層が円環状の十字流式の移動充填層である時の概略断面図である。（以後、第 9図の如く、排ガスが円環状に流れ、ろ過粒子の流れと直交するのを、円環状の十字流式充填層と称する。）本実施形態においては、排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面として空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 2 1 ( 2 2 1 a及び 2 2 1 b) への境界面が 2っ設けられており、しかも個々のろ過粒子層 2 2 1 ( 2 2 1 a及び 2 2 1 ) 内のろ過粒子 2 1 1 (2 1 1 a及び 2 1 1 b) の平均粒径を排ガスの流れの方向に沿って順次小さくしている。

なお、本実施形態においてもろ過粒子層 2 2 1を複数設けていることと各ろ過粒子層 2 2 1の層厚を薄くしていることを除けば、その他の基本的な構成例えば通風可能な支持板 2 0 3でろ過粒子層 2 2 1を形成する構造、ろ過粒子供給装置 2 0 5やろ過粒子排出装置 2 0 6、更には各ろ過粒子層 2 2 1内でのろ過粒子 2 1 1の滞留時間の調整機構などは従来の円環状の十字流式移動充填層と同一である。

本実施形態の円環状の十字流式移動充填層も実施の形態 2 2 1の十字流式の移動充填層と同様に、集塵装置に導入された排ガスが集塵装置内の空間部 2 04からろ過粒子層 2 2 1に入る時に排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が急激に増加するので、排ガスに含まれるダストが空間部 2 04からろ過粒子層 2 2 1への境界面の直下流のろ過粒子層 2 2 1内において集中的に排ガスの気流から分離されほぼその位置で蓄積する。

蓄積したダス卜がある程度の量になると排ガスの気流によりろ過粒子層の下流に飛散（集塵効率が低下）し始めるが、境界面の直下流のろ過粒子層 2 2 1内の特にろ過粒子排出装置 2 0 6付近の下層部の単位体積当りのダス卜の蓄積量を常に飽和点以下に保つようにろ過粒子層 2 2 1 内でのろ過粒子 2 1 1の滞留時間を調整することにより、すなわちダス卜をろ過粒子 2 1 1と共にろ過粒子排出装置 2 0 6でろ過粒子層 2 2 1 から適切な速度で排出しダス卜が蓄積されていない新しいろ過粒子 2 1 1をろ過粒子供給装置 2 0 5でろ過粒子層 2 2 1に適切な速度で供給することにより、高い集塵効率を達成することができる。

そして、本実施形態では直列して境界面を 2つ設けているので、上流のろ過粒子層 2 2 1 aから飛散したダストも下流の空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 2 1 bへの境界面で捕捉することができ、その結果トータルとして高い集塵効率が維持される。

しかも従来の固体粒子をろ過媒体として充填した高温排ガスの集塵装置に対し排ガスの流れ方向の全層厚も薄くなるように個々のろ過粒子層 2 2 1 ( 2 2 1 a及び 2 2 1 b ) の層厚を薄くしているため、高温排ガスの集塵装置としての圧力損失は低く抑えられる。

なお、本実施形態は個々のろ過粒子層 2 2 1 ( 2 2 1 a及び 2 2 1 b ) を構成するろ過粒子 2 1 1 ( 2 1 1 a及び 2 1 1 b ) の粒径を排ガスの流れ方向に沿って順次小さくしているため排ガスの流れ方向の下流のろ過粒子層 2 2 1 bほど空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 2 1への境界面を通過する時の慣性衝突の頻度の増加量が高くなつており、しかも集塵装置本体の体積に対する各空間部 2 0 4から各ろ過粒子層 2 2 1 ( 2 2 1 a及び 2 2 l b ) への境界面の面積が広いことから、ろ過粒子供給装置 2 0 5やろ過粒子排出装置 2 0 6が複数必要とはなるが、多量の高温排ガスから高い集塵効率で又はより細かいダストを集塵する場合に特に有効である。

また、各ろ過粒子層 2 2 1 (2 2 1 a及び 2 2 1 b) 内に蓄積するダストの量はダストの粒度分布などの条件によって異なるため、各ろ過粒子層 2 2 1 ( 2 2 1 a及び 2 2 1 b) 毎に各ろ過粒子層 2 2 1 ( 2 2 1 a及び 2 2 1 b) 内でのろ過粒子の滞留時間を調整できるようにしておくことが望ましい。実施形態 4.

第 1 0図は本最良の形態 3の内、実施形態 4に係る高温排ガスの集塵装置の一例で、固体粒子をろ過媒体とした充填層が十字流式の移動充填層であり、各充填層を接触させた時の概略断面図である。本実施形態においてはろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 aと 2 0 2 b、 2 0 2 bと 2 0 2 c ) は互いに接触しているが、個々のろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 a, 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) に充填されているろ過粒子 2 0 1 ( 2 0 1 a, 2 0 1 b及び 2 0 1 c ) の平均粒径が排ガスの流れの方向に沿って順次小さくなっているため、排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面としては、集塵装置内の空間部 4からろ過粒子層 2 0 2 aへの境界面が 1つ、慣性衝突の頻度が不連続に増加するろ過粒子層間（ 2 0 2 aと 2 0 2 b、 2 0 2 bと 2 0 2 c ) の境界面が 2 つ設けられていることになる。

この各ろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 aと 2 0 2 b、 2 0 2 bと 2 0 2 c ) を接触させた十字流式の移動充填層の高温排ガスの集塵装置は実施の形態 2の変形例であり、集塵装置に導入された排ガスが集塵装置内の空間部 2 04からろ過粒子層 2 0 2 aに入る時及び慣性衝突の頻度が不連続に増加するろ過粒子層（2 0 2 aと 2 0 2 b、 2 0 2 bと 2 0 2 c ) 間の境界面を通過する時に排ガスに含まれるダス卜のろ過媒体への慣性衝突の頻度が急激に増加するので、排ガスに含まれるダス卜が空間部 2 0 4からろ過粒子層 2 0 2 aへの境界面の直下流のろ過粒子層 2 0 2 a内及びろ過粒子層（2 0 2 aと 2 0 2 b、 2 0 2 bと 2 0 2 c ) 間の境界面の直下流のろ過粒子層 2 0 2 b内と 20 2 c内において集中的に排ガスの気流から分離されほぼその位置で蓄積する。

蓄積したダス卜がある程度の量になると排ガスの気流によりろ過粒子層の下流に飛散（集塵効率が低下）し始めるが、境界面の直下流のろ過粒子層 2 0 2内の特にろ過粒子排出装置 2 0 6付近の下層部の単位体積当りのダストの蓄積量を常に飽和点以下に保つようにろ過粒子層 2 0 2 内でのろ過粒子 2 0 1の滞留時間を調整することにより、すなわちダストをろ過粒子 2 0 1と共にろ過粒子排出装置 2 0 6でろ過粒子層 2 0 2 から適切な速度で排出しダス卜が蓄積されていない新しいろ過粒子 2 0 1をろ過粒子供給装置 2 0 5でろ過粒子層 2 0 2に適切な速度で供給することにより、高い集塵効率を達成することができる。

そして、本実施形態では直列して境界面を 3つ設けているので、上流のろ過粒子層 2 0 2 aから飛散したダストもその次の中流のろ過粒子層 2 0 2 bへの境界面で、更には中流のろ過粒子層 2 0 2 bから飛散したダストも下流のろ過粒子層 2 0 2効率が維持される。

しかも従来の固体粒子をろ過媒体として充填した高温排ガスの集塵装置に対し排ガスの流れ方向の全層厚も薄くなるように個々のろ過粒子層 2 0 2 ( 2 0 2 a, 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) の層厚を薄くしているため、高温排ガスの集塵装置としての圧力損失は低く抑えられる。

なお、排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度のろ過粒子層 2 0 2間の境界面での増加量は空間部 2 04からろ過粒子層 2 0 2への境界面での増加量に比べ少ないため、排ガスに含まれるダス卜のろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する 3つの界面の全てが集塵装置内の空間部 2 04からろ過粒子層 2 0 2への境界面となっている実施の形態 2と比較し、本実施形態はその内の 2つの界面がろ過粒子層 2 0 2間の境界面となっていることから集塵効率が悪い。しかし、比較的含塵量が少ないがダス卜が幅広い粒度分布を有する場合などには、本実施形態のような構成はコンパク卜な設備となるので非常に有効である。

また、本実施形態のような場合には、各ろ過粒子層（ 2 0 2 a， 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) が接触していることから、ろ過粒子層間（ 2 0 2 a と 2 0 2 b、 2 0 2 bと 2 0 2 c ) の通風可能な支持板を不要にすることができる。その場合には、支持板分の圧損が低下し、またメンテナンスが良くなる。さらに、本実施形態の各ろ過粒子層（ 2 0 2 a， 2 0 2 b及び 2 0 2 c ) からのろ過粒子（2 0 1 a， 2 0 1 b及び 2 0 1 c ) の排出を一括排出としたり（排出速度は同一とは限らない）、或いは、各ろ過粒子層 2 0 2に供給するろ過粒子の分級（充填層 2 0 2 aの粒径 >充填層 2 0 2 bの粒径〉充填層 2 0 2 cの粒径）を簡易的な例えば斜面を転動落下する時のバーコレーション現象を利用した分級方法とするなど、更なる設備のコンパクト化が可能である。また、本実施形態の各ろ過粒子層（ 2 0 2 a, 2 0 2 b及び 2 0 2 c) の境界に邪魔板等（例えば支持板の排ガスが通過する各孔部分に、ろ過粒子に対する空間部を形成するような構造をもった支持板）を設置して実質的に充填層と充填層との間に空間部を形成させることにより、集塵効率を向上させることも可能である。

なお、上記の実施形態 1， 3においても、本実施形態と同様に各ろ過粒子層（ 2 0 2， 2 0 2、 2 0 2 a, 2 0 2 b) を接触させた構成を採用することができ、その場合には前記の変形例を同様に適用することができる。実施形態 5 .

上述の、最良の形態 3の内、実施形態 1〜4では、高温排ガスの集塵装置として、ろ過媒体としての固体粒子の充填層を向流式の移動充填層とした場合、十字流式の移動充填層とした場合、円環状の十字流式の移動充填層とした場合を例示したが、本最良の形態ではそれに限定されるものではなく、他の同様な機能を有するもの、例えば並流式の充填層や間欠排出'供給機能を有する各種の固定充填層等を用いてもよい。

また、ろ過粒子の粒径や形状、ろ過粒子層の数、各ろ過粒子層の接触有無、更にはろ過粒子の供給装置や排出装置の機構や数などについても、高温排ガスのガス量、温度、含塵量、ダストの粒度分布や目標とする集塵効率などから、最適な装置を選択することができる。なお、上記の説明ではろ過粒子に関する説明を省略したが、具体的にはセラミックボール、アルミナポール、鉄鉱石、石炭、活性炭、コークス、硅砂、砂利、セメントクリンカーなどが使用でき、粒径は 0 . 5〜 5 0 m m程度のものが使用される。そして、ダストと共に排出したろ過粒子は、ダストを篩い分けや水洗等の手段により除去し再使用してもよいし、ダス卜と共に別の用途に例えばろ過粒子としてコークスを使用した場合などは電気炉用燃料として使用してもよい。

(実施例）

本最良の形態 3の一実施例として、本最良の形態 3の内、実施形態 2 の高温排ガスの集塵装置を用い、更に各ろ過粒子層での集塵量がほぼ等しくなるように各空間部からろ過粒子層への境界面での排ガスに含まれるダス卜のろ過媒体への慣性衝突頻度の増加量（具体的には各ろ過粒子層に充填するろ過粒子の平均粒径）を決定し、通常の連続運転に当たつては各層の排出量を調整した場合を説明する。表 8は高温排ガスの条件、表 9は集塵装置の設備及び運転条件、表 1 0は集塵効率及び集塵装置の圧力損失をそれぞれ示している。表 9及び表 1 0については、従来法との比較を示している。表 1 0により本発明の高温排ガスの集塵装置は、従来法と比較して、集塵効率が高く、しかも圧力損失が大幅に低下していることが分かる。

表 8

ガス種電気炉排ガス

ガス量 3,000 Nm³/ h

ガス温度 250で

ガス成分 C0₂： 30%、 CO： 20%、 O ₂ ： 10%、 N ₂ ： 40% 含塵量 15g/Nm³

ダスト粒度 -lOum： 90%

表 10

実施例（本最良の形態 3) 比較例出口含塵量 0.03g/Nm³ 0.06g/Nm³ 集塵効率 9 9. 8 % 9 9. 6 % 圧力損失 15mmA q 150mmAq

以上のように本発明によれば、固体粒子をろ過媒体として充填した高温排ガスの集塵装置において、排ガスの流れ方向に対し排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面を複数としたことにより、個々の充填層の厚さを薄くすることができたので、コンパク卜な設備でかつ低い圧力損失で高い集塵効率が維持できるようになった。

最良の形態 4 実施形態 1 .

第 1 1図は本最良の形態 4の内、実施形態 1に係る高温排ガスの集塵装置を示す概略断面図であり、固体粒子をろ過媒体としたろ過層が向流式の移動ろ過層の例が示されている。排ガスは、集塵装置の下部から導入され、最下段の空間部 3 4 1を経由して下段の通風可能な支持板 3 0 3に支えられたろ過媒体としての固体粒子 3 0 1 (以降ろ過媒体としての固体粒子をろ過粒子と称する。）が薄く充填された下段の第 1段目のろ過層 3 2 1を通過し、そして、中段の空間部 3 4 2を経由して、ろ過粒子 3 0 1が薄く充填された上段の第 2段目のろ過層 3 2 2を通過し、集塵装置の上部から排出される。そして、第 2のろ過層 3 2 2には冷却管 3 2 3が設けられており、冷却管 3 2 3から冷媒を第 2段目のろ過層 3 2 2の中に放出することにより冷却して例えば 5 0 0 :程度に冷却し、第 2のろ過層 3 2 2を通過する排ガスを冷却して、排ガス中の塩化物成分を固体状態に変化させて集塵する。

一方、各ろ過層 3 2 1 , 3 2 2を形成するろ過粒子 3 0 1は、各ろ過層 3 2 1， 3 2 2の上部にそれぞれ設けられているろ過粒子供給装置 3 0 5によって供給され、また、各ろ過層 3 2 1， 3 2 2の下部にそれぞれ設けられているろ過粒子排出装置 3 0 6よって排出される。本実施形態においては、上記の知見によりろ過層を複数段設けている。そして、第 1 1図の装置において、排ガスの流れにおいて、空間部 3 4 1 , 3 4 2では排ガスに含まれるダストのろ過媒体への衝突は起こらないので、最下段の空間部 3 4 1を経由して下段の第 1段目のろ過層 3 2 1に入る時及び中段の空間部 3 4 2を経由して上段の第 2段目のろ過層 3 2 2に入る時に、排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が急激に増加することになる。すなわち、本実施形態では最下段の空間部 3 4 1から第 1段目の過粒子層 3 2 1への境界面と、中段の空間部 3 4 2から第 2段目のろ過層 3 2 2への境界面の 2つの境界面が、排ガスの流れ方向に対し排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面を構成するので、排ガスに含まれるダストはこれらの境界面の直下流のろ過層 3 2 1， 3 2 2内において集中的に排ガスの気流から分離されほぼその位置に蓄積する。

蓄積したダス卜がある程度の量になると排ガスの気流によりろ過層の下流に飛散（集塵効率が低下）し始めるが、境界面の直下流のろ過層 3 2 1 , 3 2 2内の単位体積当りのダス卜の蓄積量を常に飽和点以下に保つようにろ過層 3 0 2内でのろ過粒子 1の滞留時間を調整することにより、すなわちダストをろ過粒子 3 0 1 と共にろ過粒子排出装置 3 0 6でろ過層 3 2 1 , 3 2 2から適切な速度で排出しダス卜が蓄積されていない新しいろ過粒子 3 0 1をろ過粒子供給装置 3 0 5によりろ過層 3 2 1， 3 2 2に適切な速度で供給することにより、高い集塵効率を達成することができる。

そして、本実施形態では直列して境界面を 2つ設けているので、第 1 段目のろ過層 3 2 1から飛散したダス卜もその上の中段の空間部 3 4 2 から上段の第 2段目ののろ過層 3 2 2への境界面で捕捉することができ, その結果、全体として高い集塵効率が維持される。しかも、従来の固体粒子をろ過媒体として充填した高温排ガスの集塵装置に対し排ガスの流れ方向の全層厚も薄くなるように個々のろ過層 3 2 1 ， 3 2 2の層厚を薄くしているため、高温排ガスの集塵装置としての圧力損失は低く抑えられる。

なお、本実施形態では排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面として集塵装置内の空間部 3 4 1 , 3 4 2からろ過層 3 2 1 , 3 2 2への境界面を 2つ設けているが、排ガス中の含塵量が多く第 2のろ過層 3 2 2からの飛散が無視できないような場合には、第 1段目のろ過層 3 2 1 を構成するろ過粒子 3 0 1 に対して第 2ののろ過層 3 2 2を構成するろ過粒子 3 0 1の粒径を小さくしたり，あるいはそれに加えて形状を変更して中段の空間部 3 4 2から第 2段目のろ過層 3 2 2への境界面での排ガスに含まれるダス卜のろ過媒体への慣性衝突の頻度の増加量をさらに増加させることにより、又は排ガスに含まれるダストのろ過媒体への慣性衝突の頻度が不連続に増加する界面を 3つ以上とすることにより、トータルとして集塵効率を更に高めてダスト排出量を低下させることも可能である。

また、第 1段目のろ過層 3 2 1内に蓄積するダストの量と第 2段目のろ過層 3 2 2内に蓄積するダス卜の量はダス卜の粒度分布などの条件によって異なるため、各ろ過層 3 2 1 ， 3 2 2毎に各ろ過層 3 2 1 ， 3 2 2内でのろ過粒子の滞留時間を調整できるようにしておくことが望ましい。

次に、第 1 1図の集塵装置に冷却管 3 2 3を配置して第 2段目のろ過層 3 2 2を冷却する理由について説明する。ここでは、第 1段目のろ過層 3 2 1は冷却されておらず、そして、排ガスが透過するので第 1段目のろ過層 2 1の内部温度は排ガスの温度（例えば 1 0 0 0 °C) になる。このため、第 1段目のろ過層 3 2 1では、 1 0 0 0 で固体常態にあるダスト成分、例えば S i 〇₂, A 1 ₂0₃、 C a〇、 M g〇、 F e ₂0₃， F e 〇は集塵されるが、ガス状態にある C a C l ₂、 N a C l 、 K C し P b C 1 ₉, Z n C し等の塩化物はその殆どが通過することなになる。しかし、第 1段目のろ過層 2 1を通過した C a C 1 ₂, N a C 1 , K C 1 、 P b C 1 ₂、 Z n C 1 ₂等の塩化物成分は第 2段目のろ過層 3 2 2において 5 0 O t:程度に冷却されて固体状態に変化することから、第 2段目のろ過層 2 2ではこれらの塩化物ダス卜が確実に集塵される。以上のようにしてろ過層 3 2 1 ， 3 2 2の内部温度を異ならせることにより、沸点が異なるガス中成分をろ過層 3 2 1 , 3 2 2毎に分離回収することが可能になる。実施形態 2 .

なお、上記の実施形態においては、第 2の段目のろ過層 3 2 2を 5 0 0 °C程度に冷却して主として塩化物成分を集塵する例について説明したが、その温度範囲は塩化物成分の液化又は固化を目的とするので 8 0 0で〜 3 5 0 °Cの範囲であればよく、望ましくは、 5 0 0 ：〜 3 5 0での範囲にして塩化物を固体状態にして集塵する。更に、第 2段目のろ過層 3 2 2の下流側に、第 3の段目のろ過層を設けてそれを 1 5 0 °C以下に冷却して例えば N O x、 S〇 X等を集塵するようにしてもよい。また、本発明の冷却手段は、上記の冷却管 3 2 3の配置や冷却方法に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更され得るものである。更に、ろ過層の配置についても図 1 1の例に限定されるものではなく、十字流式、円環状の十字流式等の何れでも良い。以上のように本最良の形態によれば、固体粒子がろ過媒体として充填された複数段のろ過層を備え、そして、ろ過層の内部温度を集塵対象物に応じて異ならせたことにより、以下の効果が得られる。

①金属 · スラグ成分と塩化物を分離して集塵することができるため、ろ過層の圧損を一定値以下に抑制するように、各々のろ過層におけるろ過粒子の切出し量を独立して制御できる。このため、必要最低限のろ過粒子の使用済み、処理能力が小さい分離装置ですむことや、ろ過粒子の搬送装置がコンパク卜になるなど経済効果が大きい。

②金属成分ゃスラグ成分のダストを捕集したろ過粒子からダストを分離せずに、そのまま反応炉に供給して有価金属の回収を図ることが可能になる。また、ろ過粒子としてコークスを用いると金属の還元材として炉内で有効利用できるという利点がある。

Claims

請求の範囲

1 . 排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

該支持板上にろ過粒子が装填され、該ろ過粒子によって形成された上面が自由表面となる層を有する充填層。

2 . 請求の範囲 1に従う装置において、該支持板の該傾斜角は、該ろ過粒子の動的安息角よりも 1 0度低い角度から、静的安息角より 1 0度高い角度までの範囲間である。

3 . 排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

該排ガスダクト内に、間隔を置き設けられ、該排ガスの流れに対して傾斜角を有する、排ガスが通過する、少なくとも二つの支持板；及び、該支持板上にろ過粒子を装填して形成された上面が自由表面となる層を有する充填層。

4 . 請求の範囲 3に従う装置において、該複数の支持板上の該充填層に装填される該ろ過粒子の粒径は、該排ガスの流れ方向に沿う該支持板の順に、小さくなる。

5 . 請求の範囲 3に従う装置において、該支持板の該傾斜角は、該ろ過粒子の動的安息角よりも 1 0度低い角度から、静的安息角より 1 0度高い角度までの範囲間である。

6 . 排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

炉内にろ過粒子を装填して形成された粒子充填層を有する粒子充填炉；

該粒子充填炉内に配設され、該粒子充填層の上面に接触し、排ガスが通過する仕切板；

ダスト捕集後の清浄ガスが流れ、該清浄ガスの入口側が該粒子充填炉の上方側部に接続された清浄ガスダク卜。

7 . 請求の範囲 6に従う装置は、更に、以下を含む：

該粒子充填炉の上部を貫通し、該粒子充填炉内の該仕切板に接続する、該ろ過粒子を該粒子充填炉に供給するための粒子供給管；及び、該ろ過粒子を該粒子充填炉から切り出すために、該粒子充填層の下部に接続される粒子切出装置。

8 . 排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

ダストを含む排ガスが流れ、該排ガスの排出側が該粒子充填炉の下方側部に接続された排ガスダクト；及び、

ダスト捕集後の清浄ガスが流れ、該清浄ガスの入口側が該粒子充填炉の上方側部に接続された清浄ガスダクト。

9 . 請求の範囲 8に従う装置は、更に、以下を含む：

該粒子充填炉の上部を貫通し、該固体粒子を該粒子充填炉に供給するための粒子供給管；及び、

該固体粒子を該粒子充填炉から切り出すための、該粒子充填層の下部に接続される粒子切出装置。

1 0 . 排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

ダストを含む排ガスが流れる排ガスダクト；

ろ過媒体を支え、排ガスが通過する支持板；

1 1 . 請求の範囲 1 0に従う装置は、更に、以下を含む：

該排ガスダクトを貫通し、該充填層の上部に該固体粒子を供給する粒子供給装置；及び、

該支持板の下部に接続し、該固体粒子を切り出す粒子切出装置。

1 2 . 請求の範囲 1 0に従う装置において、該充填層は、向流式の充填層である。

1 3 . 請求の範囲 1 0に従う装置において、該充填層は、十字流式の充填層である。

1 4 . 請求の範囲 1 0に従う装置において、該充填層は、円環状の十字流式の充填層である。

1 5 . 請求の範囲 1 0に従う装置において、該複数の界面は、該空間部が該充填層と接する境界面である。

1 6 . 請求の範囲 1 0に従う装置において、該複数の界面の内、少なくとも 1つ以上の該界面は、該充填層から該充填層への境界面である。

1 7 . 請求の範囲 1 0に従う装置において、該集塵装置内の該排ガス下流側の該界面における、該排ガスに含まれる該ダストの該ろ過媒体への慣性衝突頻度の増加量は、該排ガスの上流側の該界面における該排ガスに含まれる該ダストの該ろ過媒体への慣性衝突頻度の増加量とほぼ等しいか又はそれ以上である。

1 8 . 請求の範囲 1 0に従う装置において、該界面における該排ガスに含まれる該ダス卜の該ろ過粒子への慣性衝突頻度の増加量は、該界面の下流側の該充填層内に充填する該ろ該過媒体としての該固体粒子の粒径及び形状によって調整される。

1 9 . 請求の範囲 1 0に従う装置において、該充填層に充填された該ろ過粒子の滞留時間は、該充填層毎に調整可能である。

2 0 . 請求の範囲 1に従う装置において、該ろ過粒子は、セラミックボール、アルミナボール、鉄鉱石、石炭、活性炭、コークス、硅砂、砂利、セメントクリンカ一である。

2 1 . 請求の範囲 2に従う装置において、該ろ過粒子は、セラミックボール、アルミナポール、鉄鉱石、石炭、活性炭、コークス、硅砂、砂利、セメントクリンカーである。

2 2 . 請求の範囲 6に従う装置において、該ろ過粒子は、セラミックポ —ル、アルミナボール、鉄鉱石、石炭、活性炭、コークス、硅砂、砂利、セメントクリンカーである。

2 3. 請求の範囲 8に従う装置において、該ろ過粒子は、セラミックボール、アルミナポール、鉄鉱石、石炭、活性炭、コークス、硅砂、砂利、セメントクリンカ一である。

24. 請求の範囲 1 0に従う装置において、該ろ過粒子は、セラミックボール、アルミナボール、鉄鉱石、石炭、活性炭、コ一クス、硅砂、砂禾 |J、セメントクリンカーである。

2 5. 請求の範囲 1に従う装置において、該ろ過粒子の粒径は 0.5〜 5 0 mmである。

2 6. 請求の範囲 2に従う装置において、該ろ過粒子の粒径は 0.5〜 5 0 mmである。

2 7. 請求の範囲 6に従う装置において、該ろ過粒子の粒径は 0.5〜 5 0 mmである。

2 8. 請求の範囲 8に従う装置において、該固体粒子の粒径は 0.5〜 5 0 mmである。

2 9. 請求の範囲 1 0に従う装置において、該固体粒子の粒径は 0.5 〜 5 0 mmである。

3 0. 排ガス中ダストの集塵装置は、以下からなる：

ダストを含む排ガスが流れる排ガスダクト；該排ガスダク卜内に設置された複数段のろ過層であって、該複数段のろ過層は、該排ガスダクト内に間隔を置き、設置された複数の支持板及び該支持板上に充填されたろ過粒子を有する；及び、

該ろ過層の内部温度を集塵対象物に応じて異ならせるために、該ろ過層の内部を冷却する温度制御手段。

3 1 . 請求の範囲 3 0に従う装置において、該排ガス中の沸点が異なる成分は、ろ過層毎に分離回収される。

3 2 . 請求の範囲 3 0に従う装置において、該第 1段目のろ過層は、金属 · スラグ成分を集塵する。

3 3 . 請求の範囲 3 0に従う装置において、該第 2段目のろ過層は、塩化物を集塵する。

3 4 . 請求の範囲 3 0に従う装置において、該温度制御段は、該第 2段目のろ過層の内部温度を 8 0 0 °C〜 3 5 0 の範囲に冷却する。