WO2002020128A1 - Method and device for cooling and collecting dust from exhaust gas containing soot and dust - Google Patents

Method and device for cooling and collecting dust from exhaust gas containing soot and dust Download PDF

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Keizo Hamaguchi
Hiroshi Shimizu
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for cooling and collecting exhaust gas containing dust discharged from various operations such as incineration, heating, and melting. More specifically, the present invention relates to an apparatus particularly effective when exhaust gas contains an organic halogen compound such as dioxin, and a method thereof.
  • the high-temperature exhaust gas of 800 ° C. or more discharged from the incinerator or the like is cooled to, for example, 250 to 350 ° C. through thermal energy recovery means such as a poiler or an economizer.
  • the gas is subsequently cooled by a water spray type cooling tower to a temperature of 200 ° C. or less, where dioxin is less generated.
  • the gas was introduced into Bagfill, a reactive dust collector.
  • the reactive dust collection is a method when the exhaust gas contains acidic components such as HC 1 and trace harmful components such as dioxin.
  • a cooling tower for cooling the exhaust gas to a temperature suitable for the bag filling and a bag filter for at least collecting dust are arranged as separate devices.
  • a conventional exhaust gas treatment process of an incineration facility and an example of a conventional exhaust gas cooling and dust collecting device in an exhaust gas treatment process will be described with reference to the drawings.
  • “upper” and “lower” mean the positional relationship of the device.
  • upstream and downstream refer to the flow direction of exhaust gas. This means that the device exists upstream or downstream.
  • FIG. 10 is a flow chart showing an example of an exhaust gas treatment process in a conventional incineration facility
  • FIG. 11 is a schematic vertical sectional view showing an example of an exhaust gas cooling and dust collecting apparatus according to a conventional technique.
  • the reactive dust collection is a method when the exhaust gas contains an acidic component such as HC 1 or a trace harmful component such as dioxin.
  • Reactive dust collection refers to a method in which slaked lime or activated carbon is added to exhaust gas and the harmful components are removed in the process of collecting dust together with the dust contained in the exhaust gas.
  • the bag filter device 101 simply functions as a dust collector.
  • a conventional exhaust gas cooling and dust collecting device is a bag filter device 101, and a temperature reducing tower 1 suitable for the bag filter device 101, for example, for cooling exhaust gas to a temperature of 200 ° C or less. 0 3, and
  • the exhaust gas introduced into the cooling tower 102 is, for example, about 250 ° C., and water droplets atomized by a water spray type spray nozzle 112 installed at the top of the tower are sprayed into the exhaust gas.
  • the exhaust gas is cooled to a predetermined temperature of 20 ° C or lower by the latent heat of evaporation of the spray water.
  • the cooling tower 102 is intended for complete evaporation so as not to generate wastewater. Therefore, the device capacity is set in advance so that the residence time of the exhaust gas in the cooling tower 102 is, for example, in the range of 5 to 15 seconds.
  • the flue gas that has passed through the cooling tower 102 is supplied with chemicals such as slaked lime and activated carbon into the flue gas by the chemical feeder 135 when necessary, and is introduced into the bag filter device 101, and the bag filter device 1 Dust and chemicals in exhaust gas are collected by a plurality of cylindrical filter cloths 104 in 01, and at the same time, harmful components in the exhaust gas are removed.
  • the dust collected in the bag filter device 101 is discharged from the dust discharge portion 109 to the outside of the bag filter device 101.
  • the bag-filling device 101 is based on the efficiency of removing harmful components on the surface of the filter cloth 104, and the air injection pipe 122 as a means for removing dust and ash provided above the filter cloth 104. It is operated to maintain the efficiency of dust ash removal.
  • the filtration speed is operated at a low filtration speed of 1.0 m / min or less, and a plurality of filter cloths 104 are installed in advance so as to correspond to the filtration speed.
  • the following is another example
  • Figure 18 shows another exhaust gas treatment flow for treating high-temperature exhaust gas discharged from incinerators and the like.
  • the high-temperature exhaust gas with a low generation of dioxin of 400 ° C or higher which is recovered by a boiler and the like through the incinerator 220, is used for cycling, ceramic filters, and granular beds (sand is used as a filter bed). It is introduced into a high-temperature dust collector 227 such as a filter, and soot (fly ash) in the exhaust gas is removed at a temperature of 400 ° C or more.
  • the exhaust gas is cooled down to 200 ° C or lower, for example, at 180 ° C in the exhaust gas cooling tower 222, in order to cool it to a temperature suitable for the bag filter device, which is the reaction dust collector 222. Cooled.
  • the cooled exhaust gas is sprayed with slaked lime to remove acidic components in the exhaust gas by the chemical feeder 224, and the HCL in the exhaust gas is collected by the reactive dust collection process of the reaction dust collector 223. Acid components such as SO x are removed.
  • a wet exhaust gas washing tower (not shown) sprays caustic soda to remove acidic components in the exhaust gas.
  • the exhaust gas that has passed through the reaction dust collecting device 223 is introduced into the denitration catalyst device 225 as necessary, and after nitrogen oxides in the exhaust gas are removed, the exhaust gas is released to the atmosphere via the chimney 226.
  • Exhaust gas of more than 400 ° C from incinerators and the like is introduced into the cyclone, which is a high-temperature dust collector 227, and when the exhaust gas turns inside the cyclone, the dust contained in the exhaust gas by inertia force ( Fly ash) falls to the bottom and is discharged out of the system from the dust discharge section 228.
  • the exhaust gas that has passed through the cyclone is introduced into the exhaust gas cooling tower 222, and water droplets sprayed into the exhaust gas are sprayed into the exhaust gas by a water spray type spray nozzle 229 installed at the top of the tower.
  • the exhaust gas is cooled to a predetermined temperature of 200 ° C or less, which is suitable for a downstream reaction precipitator (not shown). Since the exhaust gas cooling tower 222 is intended to completely evaporate so as not to generate wastewater, the equipment capacity is set so that the exhaust gas retention time of the exhaust gas cooling tower 222 is, for example, in the range of 5 to 15 seconds. Set in advance.
  • the exhaust gas that has passed through the exhaust gas cooling tower 222 is separately treated as shown in FIG.
  • the conventional exhaust gas cooling and dust collection equipment has a cooling tower for cooling the exhaust gas and a bag filter device that are arranged as separate devices.
  • the required site area was enormous. That is, since a large installation area is required, there has been a problem that the initial cost of the exhaust gas treatment equipment becomes extremely large.
  • the cooling tower that cools the exhaust gas to a temperature of 200 ° C or less by water spray sprays water droplets atomized by the spray nozzle and cools the exhaust gas without generating wastewater. If not very fine If the cooling temperature of the exhaust gas is as low as 150 ° C, complete evaporation of water droplets requires, for example, an exhaust gas residence time of about 5 to 15 seconds. Needed.
  • Bag filters that react and collect exhaust gas should have a filtration rate of, for example, about 1.0 / in or less to ensure reaction efficiency and dust removal ash removal efficiency. Therefore, the number of filter cloths increased, and this required a lot of site area.
  • the temperature reduction tower and the bag-fill equipment have to secure more site area even as stand-alone devices, and the above-mentioned problem of the increase in initial cost due to the increase in the site area becomes more prominent.
  • the dust (fly ash) that causes the generation of dioxin is very low in the generation of dioxin.
  • an object of the present invention is to solve the above problems. It is. That is, an object of the present invention is to provide an exhaust gas cooling and dust collecting apparatus that is of an integrated dust collecting and cooling type capable of reducing the above-mentioned large site area and achieving compactness while suppressing the generation of dioxin. It shall be.
  • the present invention discloses the following contents. That is, first, the device for cooling and collecting the exhaust gas containing soot is composed of the following: an exhaust gas introduction duct connected to a lower portion of the exhaust gas cooling and dust collecting device; A cooling unit configured to cool the exhaust gas and a cooling space including the cooling unit; the cooling unit is located downstream of the exhaust gas introduction duct with respect to a flow direction of the exhaust gas;
  • a dust collector located above the exhaust gas cooling / dust collector and downstream of the cooling unit with respect to the flow direction of the exhaust gas; the dust collector is a bag filter; A plurality of filter cloths for collecting the dust contained therein;
  • An exhaust gas discharge duct connected to the upper part of the exhaust gas cooling and dust collecting device, and connected to the exhaust gas in the flow direction of the exhaust gas, which is located downstream of the dust collecting portion;
  • Dust discharge unit for discharging dust ash includes the following: in the cooling space, circulating a cooling medium inside the cooling pipe, and performing indirect heat exchange with the exhaust gas passing outside the cooling pipe. Cooling exhaust gas containing soot and dust;
  • the device for cooling and collecting the exhaust gas containing soot includes: a cooling tower composed of a double cylinder of an inner cylinder and an outer cylinder; the inner cylinder and the outer cylinder are arranged concentrically with each other. ;
  • An exhaust gas introduction duct connected to the upper part of the outer cylinder; the exhaust gas introduction duct is provided in a tangential direction of the outer cylinder circumference;
  • a dust collecting portion formed by an annular space between the outer cylinder and the inner cylinder; a flow path located at a lower portion of the inner cylinder, for introducing exhaust gas into the inner cylinder;
  • Cooling means located in the inner cylinder and having a cooling space for cooling the exhaust gas after the dust has been removed.
  • the method for cooling and collecting the exhaust gas containing the dust comprises: swirling the exhaust gas containing the dust into an annular space between the double cylinder of the outer cylinder and the inner cylinder; Collecting dust by inertia; and
  • a step of introducing the exhaust gas from which the dust has been removed and cooling the exhaust gas is referred to.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing a cooling means in a cooling space according to an embodiment of an exhaust gas cooling and dust collecting apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing one example of an embodiment of an exhaust gas cooling and dust collecting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of the embodiment of the exhaust gas cooling and dust collecting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3, and schematically shows the nozzle arrangement.
  • FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing still another example of one embodiment of the exhaust gas cooling / dust collecting apparatus of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 5, and schematically shows a nozzle arrangement.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the maximum water droplet diameter, the Sauta mean diameter and the evaporation time of water droplets.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the injection pressure of a one-fluid spray nozzle and the average diameter of the spray water droplets.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of an exhaust gas treatment process of an incineration facility according to a conventional technique.
  • FIG. 11 is a schematic vertical sectional view showing an example of a conventional exhaust gas cooling and dust collecting apparatus.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of Embodiment 2 of the present invention and a sectional view thereof.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a maximum water droplet diameter, a water droplet evaporation time, and the like.
  • FIG. 16 is a schematic diagram of Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the injection pressure of a one-fluid spray nozzle and the Sauta mean diameter of sprayed water droplets.
  • FIG. 18 shows an example of another exhaust gas treatment flow in the prior art.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of a device relating to exhaust gas dust collection and cooling in the prior art.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an exhaust gas cooling / dust collecting apparatus using a bag-filling apparatus, which is one embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 schematically shows the cooling means in the cooling space.
  • FIG. 2 is another embodiment of the present invention, and is a schematic vertical sectional view showing an exhaust gas cooling / dust collecting device using a bag filter device.
  • FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing an exhaust gas cooling and dust collecting apparatus using another bag filter device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 3, and schematically shows a nozzle arrangement.
  • FIG. 5 is a schematic vertical sectional view showing still another embodiment of the present invention, showing an exhaust gas cooling / dust collecting apparatus using a bag filter device.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along line CC of FIG. 5, and schematically shows the nozzle arrangement.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the maximum water droplet diameter, the average diameter of the Sauta and the evaporation time of water droplets.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the injection pressure of the one-fluid spray nozzle and the average diameter of the spray water droplets.
  • 1 is the dust collecting section
  • 2 is the cooling section
  • 3 is the log filter body
  • 4 is the filter cloth
  • 5 is the exhaust gas introduction duct
  • 6 is the exhaust gas discharge duct.
  • 7 is cooling means
  • 8 is cooling space
  • 9 is das Outlet
  • 11 is an indirect heat exchanger as cooling means
  • 12 is a spray nozzle (cold water spray)
  • 13 13a to 13f
  • 14 is a cold water supply message
  • 15 is an air supply pipe
  • 16 is a hot water supply pipe
  • 21 21 (21 a ⁇ 21 L) is an injection pipe
  • 22 22 a ⁇ 2 2 L) is a solenoid valve
  • 23 is an injection port attached to the injection pipe
  • 24 is a header.
  • FIG. 1 shows a bag filter device that cools exhaust gas containing soot and collects dust under a dust collecting unit consisting of multiple filter cloths.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing an exhaust gas cooling device using a bag filter device disposed in the main body.
  • Exhaust gas of, for example, 250 ° C. is introduced from the exhaust gas introduction duct 5, and the exhaust gas is accumulated in the cooling space 8 by exhaust gas cooling means 7 such as indirect heat exchange means and water spraying means using a spray nozzle.
  • the cooled exhaust gas is cooled to a temperature of 200 ° C or less, for example, at 180 ° C, where dioxin is less generated, and the cooled exhaust gas is collected by a plurality of cylindrical filter cloths 4 located above it. Introduced to part 1, dust in the exhaust gas is collected.
  • the exhaust gas from which the dust has been removed is subjected to an exhaust gas discharge duct 6 and then subjected to a separate denitration treatment.
  • the exhaust gas contains acidic components such as HC 1 and SO x and organic halogen compounds such as dioxin, slaked lime and activated carbon are used as agents for removing these harmful components, if necessary. May be selected and sprayed into the exhaust gas by a chemical feeder (not shown) to remove the harmful components in the process of collecting the filter cloth 4.
  • the spraying position of the chemical may be the exhaust gas introduction duct 5 or the outer wall of the bag filter device main body 3 of the cooling unit 2.2, and may be set as appropriate.
  • the dust collected by the filter cloth 4 is blown off by the high-pressure air from the pulse jet injection pipe 21 and the dust collected by the dust is removed.
  • the ash is discharged from the dust discharge unit 9 to the outside of the bag filter device main body 3 and is separately processed.
  • the cooling unit 2 for cooling the exhaust gas is provided below the dust collecting unit 1 composed of the filter cloths 4, so that the exhaust gas cooling, such as a water spray type cooling tower, which was required separately in the past, was Since the device can be omitted and the site area required for the exhaust gas cooling device can be eliminated, the cost can be significantly reduced, and the initial cost of the exhaust gas treatment equipment can be significantly reduced.
  • the exhaust gas is cooled to a temperature of 200 ° C or less, preferably 180 ° C or less by exhaust gas cooling means, the generation of dioxin can be suppressed and slaked lime is added to the exhaust gas. In this case, the removal efficiency of acidic components such as HC1 can be increased. '
  • FIG. 2 shows another embodiment of the present invention in which the cooling means 7 shown in FIG. 1 is provided in the cooling space 2 below the dust collecting section 1 and serves as an indirect heat exchanger 11 for flowing a cooling medium.
  • FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing an exhaust gas cooling / dust collecting device using a bag filter device. A description of the same components as in FIG. 1 is omitted.
  • the indirect heat exchanger 11 that allows cold water, cold air, and other cooling media to flow through the cooling pipes is used as the cooling means 7, and this cooling means 7 is installed in the cooling unit 2 in the bag filter device body 3, and indirectly communicates with exhaust gas.
  • Exhaust gas is cooled by heat exchange.
  • Exhaust gas cooling performance is generally determined by the total area of the cooling pipe (effective area of heat exchange) and the temperature and type of the cooling medium, and these are set appropriately so as to achieve a predetermined exhaust gas temperature.
  • the dust ash from the filter cloth 4 is removed at regular intervals, so the dust ash adheres to the cooling pipes of the indirect heat exchanger 11 1.
  • install a pneumatic soot processor on the outer wall of the bag filter unit 3 and remove ash at regular intervals. You may drop it.
  • FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view in which the cooling means 7 of FIG. 1 is installed on the outer wall of the bag filter device main body 3 (cooling unit 2), and does not show yet another bag filter device of the present invention.
  • This equipment has a water spray type spray nozzle with a Sauta mean diameter of spray water droplets of 80 m or less or a maximum water droplet diameter of 160 m or less.
  • the spray nozzle is, in particular, a two-fluid spray nozzle 12 for simultaneously spraying air with cold water. The description of the same components as those in FIG. 1 is omitted.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 3, and schematically shows the arrangement of the two-fluid spray nozzle 12. In FIG. 3, the filter cloth and others are omitted.
  • the chilled water supply pipe 14 and the air supply pipe 15 are connected to a spray nozzle 12, and the chilled water and the air are sprayed at a predetermined spray pressure, respectively, so that a predetermined amount required for cooling to a predetermined exhaust gas temperature is obtained.
  • the amount of water is sprayed.
  • the spray nozzle 12 has a spraying performance such that the average diameter of the Sauter of spray water picking is 80 m or less or the maximum water droplet diameter is' 160 / m or less.
  • sprayed water droplets have a distribution with respect to the size of the water droplet diameter. For example, it can be approximated by a mouth gin Lamla distribution, a semilogarithmic distribution, and sometimes a normal distribution.
  • the measurement of the water droplet diameter is performed by the laser Doppler method Method) or the conventional liquid immersion method (direct sampling method), but in the case of a conventional nozzle with a nozzle, various performances such as the average diameter of the Sauta are often displayed.
  • the average diameter of the Sauta with its area weighted that is, the area average diameter, is often used.
  • Sauter one mean diameter (area average diameter) are often described as D 3 2, is calculated by ⁇ (nd 3) / ⁇ ( nd 2). If the Sauta average diameter is small, the outer surface area per unit mass increases, so the evaporation rate increases and the evaporation time shortens.
  • the maximum water droplet diameter is a finite number of investigations in the case of the immersion method, it is sufficient to use the largest water droplet diameter among the collected water droplets, and it is approximated by the above various distributions (based on weight or volume). In this case, a diameter equivalent to 1% on the sieve may be used. Since the larger the water droplet diameter, the longer the evaporation time, the time required for the entire sprayed water droplet to completely evaporate is often determined by the maximum water droplet diameter. That is, the smaller the maximum water droplet diameter, the shorter the evaporation time and the shorter the exhaust gas residence time.
  • the average diameter and the maximum water droplet diameter of the Sauta with respect to the water droplet sprayed by the spray nozzle are in the range of 1: 1.5 to 1: 3. If only one of the Sauta mean diameter and the maximum water drop diameter is known, the other can be predicted to some extent.
  • Fig. 8 is a diagram showing an example of the investigation results of the present inventors.
  • the maximum water diameter and the evaporation time of water droplets (analysis results in a one-dimensional flow column in consideration of water droplet size distribution, exhaust gas composition, etc.) and 6 is a graph showing the relationship of.
  • the right vertical axis shows the case where the average diameter of Sauta is 1 to 2 with respect to the maximum droplet diameter.
  • Maximum droplet diameter is 1 6 At 0 m (Sauta average diameter 8 O in), when cooling at 180 ° C, it was found that the water evaporation time was about 2 seconds, and when cooling at 150, about 3 seconds was required. did.
  • the water droplet evaporation time shown here is the evaporation time in a stable field where the exhaust gas flow is not biased.Therefore, when calculating the residence time of the exhaust gas required for exhaust gas cooling in actual equipment, this value is used as a safety factor as a safety factor. It is necessary to multiply about 1.5-3.
  • a spray nozzle having a Sauta average diameter of 100 m with an average diameter of more than 80 m and a maximum average diameter of 220 m was used with a spray nozzle of 220 m.
  • the filter cloth 4 of the dust collecting part 1 formed a wet surface, which sometimes hindered the removal.
  • the Sauta average diameter was 80 or less and the maximum water droplet diameter was 160 m or less, no problem of forming a wetted surface on the filter cloth 4 occurred.
  • the calculated evaporation time of water droplets changes relatively linearly with the change of water droplet diameter, but it was found from the above results that there is a limit point on whether or not a wet surface is generated on the filter cloth. That is, a Sauta average diameter of 80 or a maximum water droplet diameter of 160 was adopted as a limit point at which a wet surface was not formed on the filter cloth.
  • the fine because they are water droplets, even when the cooling temperature is as low as 200 ° C or less, the water droplets are completely evaporated in a very short evaporation time, so that the exhaust gas can be cooled in a short time and the unevaporated water droplets are collected. It is possible to avoid the danger that the filter cloth of the dust part reaches the filter cloth and wets the filter cloth. Of course, the same operation as the other embodiments of the present invention can be obtained.
  • FIG. 5 shows that the cooling means 7 in FIG. FIG. 4 is a schematic vertical sectional view showing an exhaust gas cooling / dust collecting device using a bag filter device according to the present invention, which is a spray nozzle installed on the outer wall of the device and spraying hot water having a boiling point of water or higher.
  • a bag filter device according to the present invention
  • Hot water of 10 oC or more produced by high-pressure steam from ancillary facilities or external heating means is stored in a hot water tank (not shown), and is connected to one fluid via a hot water supply pipe 16 It is sprayed into the exhaust gas in the cooling space 8 by the spray nozzles 13.
  • Hot water is Ru der 1 0 0 ° C or higher, since the latent heat of vaporization is large, by it is possible to cool the exhaust gas, which is 1 0 0 ° C or more and 1 pressure kgf Z cm 2, the nozzle tip When sprayed with the mist, fine water droplets are instantaneously obtained by flash evaporation, etc., which has the effect of increasing the efficiency of exhaust gas cooling.
  • pressure gauges, flow meters, check valves and the like of hot water are not shown, but these are installed as appropriate.
  • cooling means the boiling point of water or more, i.e., by cooling the exhaust gas by using a spray nozzle for spraying a 1 0 0 ° C or more on or 1 kgf / cm 2 or more hot water, hot water
  • fine water droplets can be obtained instantaneously, so even when the cooling temperature is as low as 200 ° C or less, water droplets can be formed in a very short evaporation time.
  • the exhaust gas can be completely cooled and the exhaust gas can be cooled in a short period of time, and the danger of non-evaporated water droplets reaching the filter cloth of the dust collection part and causing the filter cloth to wet can be avoided.
  • the temperature of the water is preferably 140 ° C. or more or the pressure is 3.5 kgfcm 2 or more.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the research and investigation results of the present inventors. Using a one-fluid spray nozzle, the spray water droplet diameters of cold water (normal temperature) and hot water (above the boiling point of water) are compared. It is the graph which compared.
  • the hot water was as small as less than half the average diameter of the sprayed water droplets of cold water, and that fine water droplets could be obtained by spraying the hot water. Furthermore, when the injection pressure of the hot water was 3.5 kgf Z cm 2 , the hot water temperature was approximately 140 ° C., and it was found that the Sauta average diameter could be 100 m or less. In other words, in order to stably obtain fine water droplets, the hot water tank (not shown) for producing or storing hot water has a pressure and injection pressure of 3.5 kgf / cm 2 or more (temperature of 140 ° C Above).
  • the hot water to be sprayed is set to 140 ° C or more or 3.5 kgfcm 2 or more, hot water with a higher pressure can be obtained, and the flash evaporation effect when spraying the exhaust gas can be enhanced.
  • the operation of the other embodiment of the present invention can be further ensured.
  • the temperature is less than 140 ° C. or less than 3.5 kgf / cm 2 , sufficient pressure cannot be obtained, for example, when a known spray nozzle is used as hot water spraying means. For this reason, there may be a problem that a desired amount of spray water cannot be obtained. Further, when heat is released in a flow path for supplying hot water to the hot water spraying means, there is a risk that sufficient atomization of hot water may not be obtained. Therefore, the above temperature, the pressure conditions, is not recommended, of course, the boiling point of water or more, i.e., if 1 0 0 ° C or higher, or 1 kgf Z cm 2 or more, it is only slightly lower degree of action .
  • Fig. 7 is a bag filter that shows that a plurality of spray nozzles were installed at predetermined intervals around the outer wall of the bag filter device main unit in Figs. 3 and 5. It is a schematic diagram of a horizontal section of a filter device. The hot water supply pipe 16 attached to the spray nozzle 13 is omitted.
  • the exhaust gas cooling load of each spray nozzle and the evaporation load of the tower space can be dispersed and equalized. Further, the present apparatus can achieve more efficient exhaust gas cooling. As a result, the effect of the invention can be further ensured.
  • the dust removal ash from the filter cloth 4 in the dust collection section 1 is sequentially removed at regular intervals.
  • the operation of temporarily stopping the water spray by the spray nozzles 12 or 13 near the filter cloth 4 to be removed until the removal of the filter cloth 4 is completed It is desirable to adopt a method of sequentially performing all the filter cloths 4. Further, it is preferable that the method adopted is sequentially carried out for the spray nozzles 12 or 13.
  • the pulse jet air used for removing dust ash deposited on the filter cloth is stored at a predetermined pressure in the header 24 and jets a pulse jet. a is opened for a certain period of time to inject a pulse jet, and simultaneously remove dust ash from the three filter cloths 4 corresponding to the injection pipe 21a.
  • the injection time of the pulse jet that is, the time for opening the solenoid valve 22a is, for example, 0.1 second to 0.3 second.
  • the pressure of the pulse jet air is, for example, 2 to 6 kg Z cm 2 G.
  • the solenoid valve 2 2 b is opened for a certain time and the injection pipe 2 Remove the ash from the three filter cloths 4 corresponding to 1 b.
  • the spraying of water from the spray nozzle 13a located near the filter cloth 4 involved in the injection pipes 21a and 21b is stopped.
  • the other spray nozzles 13b to 13f continue to spray water during this time.
  • the cleaning is performed by the injection pipes 21c and 21d.
  • the water spray by the spray nozzle 13b is stopped, and the water spray by the spray nozzle 13a which has been stopped earlier is started.
  • the spraying is performed by the injection pipes 21e and 21f, the water spray of the corresponding spray nozzle 13c is stopped, and the water spray of the spray nozzle 13b previously stopped is stopped. To start.
  • the water spray by the spray nozzle near the filter cloth to be cleaned is temporarily stopped until the cleaning of the filter cloth is completed.
  • the falling dust ash adheres to the spray portion of the spray nozzle and causes a spray abnormality, and the falling dust ash gets wet with the spray water droplets and gets wet, and the ash is removed.
  • the risk of accumulating in the equipment can be avoided beforehand. Further, since the above operation is sequentially performed for all the filter cloths and the spray nozzles, it is possible to obtain an effect that the exhaust gas cooling can be stably performed while completing the operation of removing the entire filter cloth.
  • the cooling space 8 is configured so that the exhaust gas residence time in the cooling space is 2 to 10 seconds. If the bag filter device provided with the cooling unit of this embodiment is implemented so as to satisfy the requirements described above, the residence time of the exhaust gas in the cooling space of the cooling unit, that is, the time required for cooling the exhaust gas, Can be set in the range of 2 to 10 seconds. Therefore, a relatively small-capacity bag-filling device can be provided. ⁇
  • the exhaust gas residence time is less than 2 seconds, the cooling effect of the above-mentioned various cooling means cannot be sufficiently obtained, and there is a possibility that unevaporated water droplets may be generated when spraying water with a spray nozzle. It is not preferable for such reasons.
  • the residence time of the exhaust gas is longer than 10 seconds, the capacity of the exhaust gas cooling space becomes large and the bag filter device becomes unnecessarily large, and the effect of the compactness of the present invention becomes relatively small. Absent.
  • the upper limit is not necessarily 10 seconds.
  • the setting of the exhaust gas residence time that is, the setting of the capacity of the cooling space is also affected by the cooling temperature of the exhaust gas. Therefore, when cooling to a lower temperature, it is longer within the range of 2 to 10 seconds. It is preferable to set the exhaust gas residence time.
  • FIGS. 1 to 7 The bag filter device provided with the cooling unit of the present invention is exemplified in FIGS. 1 to 7, but in these figures, for simplicity, the number of filter cloths and the number of injection pipes are smaller than those actually used. However, when used industrially, it depends on the amount of exhaust gas. It consists of about 0 filter cloths and about 50 injection pipes, and one injection pipe 21 usually has about 5 to 15 injection ports 23, and is aligned in a straight line 5 to 15 A group of filter cloths are sprayed at once. However, industrial use is not limited to the above methods.
  • the number of filter cloth rows (spray pipes) corresponding to each spray nozzle in FIG. 7 is two. However, if the number of spray nozzles is reduced, the number of filter cloth rows corresponding to the number of filter cloths increases. Furthermore, the arrangement of the spray nozzles in Fig. 7 is a total of six at the top and bottom in the figure, but only three at the top in the figure and may be evenly arranged. 2 1 (filter cloth row) is 4 rows in total, 2 rows at the top and 2 rows at the bottom.
  • the backwashing method of the bag filter device provided with the cooling unit according to the present invention has been described based on the pulse jet method. However, the same effect can be obtained with a reverse wind system in which air is blown to each division in the opposite direction to the exhaust gas flow and backwashed.
  • the dust collecting part of the present invention is composed of a plurality of filter cloths.
  • the filter cloth material only needs to have heat resistance at the exhaust gas temperature, and is appropriately selected from glass fiber, polyimide fiber, ceramic fiber, various chemical fibers, and the like in consideration of acid resistance and the like.
  • the shape of the filter cloth is generally a cylindrical filter cloth, but is not limited to this.
  • the same effect can be obtained by using, for example, a candle-type ceramic filter, a honeycomb-type ceramic filter (a honeycomb structure in which eyes on one side of the inlet side and the outlet side are alternately arranged), and the like. is there.
  • the spray nozzle installed in the cooling unit 2 of the present invention is a two-fluid nozzle that simultaneously sprays air when spraying cold water (normal temperature water).
  • the pressure of the spray water is set to a high pressure of 10 kgf / cm 2 or more, fine water droplets can be obtained, and a single fluid spray nozzle may be used.
  • a one-fluid nozzle is used.
  • a two-fluid nozzle that sprays hot water and air simultaneously may be used. Fine water droplets can be obtained.
  • a protection tube may be attached to the outer periphery of the nozzle in order to ensure the durability of the nozzle.
  • the spray amount of water or hot water by the spray nozzle is controlled by monitoring the temperature at the dust collection section outlet and using feedback control or the like so as to reach a predetermined exhaust gas cooling temperature. Combination control may be used.
  • a neutralizing agent such as slaked lime or caustic soda or activated carbon may be dissolved, added or suspended in spray water, and sprayed with a spray nozzle.
  • dioxins The organic halogen compounds contained in the exhaust gas described in the present invention are referred to as dioxins, the precursors of dioxins, and related substances for which guidelines for waste management plants are specified by the Ministry of Health and Welfare based on toxicity conversion values. Benzene, black phenol, PCB, etc., and these chemicals partially substituted with halogen elements other than chlorine. Furthermore, dioxins are a general term for polydibenzoparadioxin and polydibenzofuran, which are usually evaluated by the equivalent concentration in toxicity.
  • the above-mentioned organic halogen compounds and dioxins may be simply abbreviated as dioxins.
  • the exhaust gas containing soot when the exhaust gas containing soot is cooled and collected, the exhaust gas is cooled at a lower portion of the dust collecting portion including a plurality of filter cloths.
  • the following useful effects can be obtained because the bag-filling apparatus is provided with a cooling unit in which a cooling unit including a cooling unit and a cooling space is provided.
  • an exhaust gas cooling device such as a water spray type cooling tower which was separately required can be omitted, and the site area required for the exhaust gas cooling device is not required. Therefore, a significant space saving can be achieved, and the initial cost of the exhaust gas treatment equipment can be greatly reduced.
  • the cooling means is a water spray type spray nozzle in which the average diameter of the sprayed water droplet is 80 im or less or the maximum water droplet diameter is 160/2 m or less Byeon.
  • the cooling means is a spray nozzle that sprays hot water having a temperature equal to or higher than the boiling point of water, fine water droplets are instantaneously formed due to flash evaporation when hot water is sprayed from the tip of the spray nozzle. can get. Therefore, Even when the cooling temperature is as low as 200 ° C or less, the water droplets completely evaporate in a very short evaporation time, so that the exhaust gas can be cooled in a short time. Furthermore, it is possible to avoid the risk of occurrence of a malfunction that the unevaporated water droplets reach the filter cloth of the dust collecting section and wet the filter cloth.
  • the cooling space was configured so that the residence time of the exhaust gas in the cooling space was 2 to 10 seconds. Therefore, by implementing the bag filter device having the cooling unit of the present invention so as to satisfy the above requirements, the residence time of the exhaust gas in the cooling space of the cooling unit, that is, the time required for cooling the exhaust gas, is reduced by two. Can be set in the range of ⁇ 10 seconds. Therefore, a relatively small capacity bag filter device can be obtained.
  • FIGS. 12A and 12B are a schematic diagram and a cross-sectional view of a second embodiment of the present invention.
  • the exhaust gas cooling tower 201 provided with a dust collection part is constituted by a double cylinder of an inner cylinder 202 and an outer cylinder 203.
  • the exhaust gas introduction duct 205 is provided in the tangential direction of the outer cylinder 203 circumference.
  • a swirling flow is generated in the exhaust gas introduced from the exhaust gas introduction duct in the annular space between the outer cylinder 203 and the inner cylinder 202, and dust in the exhaust gas is collected by inertia. .
  • the dust collecting section 204 is composed of an outer cylinder 203 and an inner cylinder 202. Further, the exhaust gas from which the dust has been removed is introduced into the inner cylinder 202 to remove the exhaust gas.
  • a cooling section 206 composed of a cooling means 200 and a cooling space 208 (cooling means 206 and a cooling space 208 are schematically shown) is provided in the inner cylinder 202. Configured.
  • 209 is an exhaust gas discharge duct installed above the cooling means 207, and 210 is a dust discharge section.
  • the exhaust gas cooling tower 201 provided with the dust collection section 204 configured as described above will be described in further detail below.
  • the exhaust gas for example, exhaust gas temperature of 250 ° C
  • the exhaust gas introduced into the cabin from the exhaust gas introduction duct 205 installed in the opposite direction was formed between the outer cylinder 203 and the inner cylinder 202.
  • a swirling flow is generated in the annular space of the dust collecting section 204.
  • the dust in the exhaust gas falls to the lower part while colliding with the wall due to the inertial force, and is discharged out of the system from the dust discharge unit 210.
  • the exhaust gas from which soot has been removed is introduced into the inner cylinder 202 through an exhaust gas flow passage below the inner cylinder 202, and the exhaust gas is cooled by the exhaust gas cooling means 207 in the cooling section 206. It stays in the cooling space 208. During the residence time, the exhaust gas is cooled to a temperature suitable for a separately installed downstream acid component removing device, for example, 180 ° C.
  • the cooling means 207 indirect heat exchange means, water spray means using a spray nozzle, and the like are employed.
  • the exhaust gas cooling tower 201 has a double-cylinder structure, and the annular space between the inner cylinder 202 and the outer cylinder 203 with respect to the inner cylinder 202 which is the cooling section 206.
  • the exhaust gas when the exhaust gas is cooled in the cooling section 206, the It is possible to avoid a problem that dust is attached to the cooling means 206 of the cooling unit 206 to lower the cooling efficiency and a problem that dust accumulates. Further, if the exhaust gas is cooled to a temperature of 200 ° C. or less, preferably 180 ° C. or less by the exhaust gas cooling means 207, suppression of dioxin generation can be expected. At the same time, it is possible to improve the efficiency of removing acidic components such as HCL in a separately installed subsequent acidic component removing device.
  • the gas temperature may be configured so that exhaust gas with a temperature of 400 ° C or more is introduced, collected in the dust collecting section 204, and cooled to 200 ° C or less in the cooling section 207. desirable.
  • the dust (fly ash) that causes the generation of dioxin is reduced to a high temperature range of 400 ° C. or higher, and more preferably 450 ° C. or higher, where dioxin generation is extremely low.
  • dust is collected and removed in advance, and in addition to the effects described above, there is obtained an advantage that a dioxin removing device that is separately required in a subsequent stage can be omitted or simplified.
  • the dust (fly ash) collected at the above-mentioned temperature contains almost no dioxin, the dioxin treatment of the fly ash may not be required in some cases.
  • the exhaust gas is cooled to 200 ° C or lower, more preferably 180 ° C or lower in the cooling section 206, it is assumed that dust or dioxin remains in the exhaust gas. Can also efficiently suppress the generation of dioxin.
  • FIG. 13 is a schematic view of Embodiment 3 of the present invention, in which the cooling means 207 of FIG. 12 is installed in an inner cylinder 202 by an indirect heat exchanger 211 which circulates a cooling medium. It is composed. The description of the same parts as in FIG. 12 will be omitted.
  • the indirect heat exchanger 2 11 for flowing cold water, cold air or other cooling medium through the cooling pipe is used as cooling means 2 07, and this cooling means 2 07 is installed in the cooling section 206 of the inner cylinder 202,
  • the exhaust gas is cooled by indirect heat exchange with the exhaust gas.
  • Exhaust gas cooling performance is generally determined by the total cooling pipe area (effective heat exchange area) and the temperature and type of cooling medium. At this time, these are appropriately set so that a predetermined exhaust gas temperature can be achieved. Since the exhaust gas contains soot and dust, the cooling of the indirect heat exchanger 2 1 1 A small amount of soot that could not be removed in the dust collection section 204 may adhere to the exhaust pipe. In order to prevent such risk factors, it is necessary to remove attached ash during periodic inspections as necessary, or to install attached steam or pneumatic soot pro equipment to remove attached ash at regular intervals. Good.
  • the same effect as that of the second embodiment can be obtained, and as the cooling means 207, indirect flow of cold water, cold air, and other cooling media inside the cooling pipe is performed.
  • the heat exchanger 211 was used to cool the exhaust gas. Therefore, the present embodiment can avoid the danger that unevaporated water droplets will flow out of the system when a conventional water spray type spray nozzle is used.
  • FIG. 14 is a schematic view of Embodiment 4 of the present invention, in which the cooling means 207 of FIG. 12 is installed on the inner cylinder wall, and the average diameter of the sprayed water droplets is 80 xm or less, or the maximum water droplet.
  • This is a water spray type spray nozzle 2 12 having a diameter of 160 or less, and is particularly composed of a two-fluid spray nozzle that sprays air together with cold water.
  • the same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the cold water supply pipe 2 13 and the air supply pipe 2 14 are connected to a spray nozzle 2 12, and the cold water and the air are sprayed at a predetermined spray pressure, respectively, so that a predetermined amount of water required for cooling at a predetermined exhaust gas temperature is obtained. Sprayed.
  • the notation of spray water, spray air pressure gauge, flow meter, check valve, etc. is omitted, but these are installed as appropriate.
  • a spray nozzle having a spraying property such that the average diameter of the sprayed water droplet is 80 ⁇ zm or less, or the maximum water droplet diameter is 160 m or less is employed.
  • only one spray nozzle 2 1 2 for large volume spray is used.
  • a plurality of, for example, four tubes may be installed at equal intervals in the circumferential direction of the lower portion of the inner cylinder 202 by penetrating 1. :
  • sprayed water droplets have a distribution with respect to the size of the water droplet system, and can be approximated by, for example, a rosin Lambda distribution, a semilogarithmic distribution, and sometimes a normal distribution.
  • the water droplet diameter is measured by the laser Doppler method (non-contact method) or the conventional liquid immersion method (direct sampling method).
  • various properties such as the average diameter of the Sauter are displayed.
  • the Sauta average diameter which weights the area, that is, the area average diameter, is often adopted.
  • Sauter one mean diameter (area average diameter) are often described as D 32, is calculated by ⁇ (nd 3) / ⁇ ( nd 2).
  • D 32 area average diameter
  • the maximum water droplet diameter is a finite number of investigations in the case of the immersion method, it is sufficient to collect the largest water droplet diameter among the collected water droplets, and it is approximated by the above various distributions (based on weight or volume). In this case, a diameter equivalent to 1% on the sieve may be adopted. Since the larger the water droplet diameter, the longer the evaporation time, the time required for the entire sprayed water droplet to completely evaporate is often determined by the maximum water droplet diameter. That is, the smaller the maximum water droplet diameter, the shorter the evaporation time and the shorter the exhaust gas residence time.
  • the average diameter and the maximum water droplet diameter of the Sauter are in the range of 1: 1.5 to 1: 3. If only one of the droplet sizes is known, the other can be predicted to some extent.
  • Fig. 15 is a diagram showing the relationship between the maximum water droplet diameter and the water droplet evaporation time (analysis result in a one-dimensional flow field in consideration of the water droplet system distribution, exhaust gas composition, etc.).
  • the vertical axis on the right indicates that the average diameter of Sauta is 1 / The case of 2 is shown.
  • the figure shows that when the maximum water droplet diameter or Sauter mean diameter is small, the evaporation time of water droplets is short, and when the cooling temperature of exhaust gas is low, the evaporation time is long.
  • the water droplet evaporation time shown here is the evaporation time in a stable field where the exhaust gas flow is not biased.Therefore, it is safe to calculate the residence time of the exhaust gas required for exhaust gas cooling in actual equipment. As a coefficient, it is necessary to multiply by about 1.5 to 3.
  • the cooling means 207 the average diameter of the spray water droplets is 80 or less, or the maximum water droplet diameter.
  • the exhaust gas is cooled using a water spray type spray nozzle 2 1 2 which is not more than 160 im.Since it is fine water droplets, the cooling temperature is 200 ° C or less.
  • the water droplets completely evaporate in a very short evaporation time, so that the exhaust gas can be cooled in a short time, and the non-evaporated water droplets can be prevented from flowing out of the system outside the system.
  • the exhaust gas can be rapidly cooled because of the fine water droplets, the generation of dioxin can be more effectively suppressed even when the exhaust gas contains dioxin.
  • FIG. 16 is a schematic view of Embodiment 5 of the present invention, in which the cooling means 200 of FIG. 12 is installed on the inner cylinder wall, and sprays hot water having a boiling point equal to or higher than the boiling point of water. It consists of.
  • the same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • Hot water of 100 ° C or more produced by high-pressure steam from ancillary facilities or external superheating means is stored in a hot water tank (not shown). And It is sprayed into the exhaust gas in the cooling space 208 by a one-fluid spray nozzle 215 connected thereto via a hot water supply pipe 216. Hot water is above 100 ° C, but has a large latent heat of evaporation. Therefore, the hot water can cool the exhaust gas. When the hot water is sprayed at the nozzle tip under operating conditions of 100 ° C. or more and a pressure of 1 kgf / cm 2 , fine water droplets are instantaneously obtained by flash evaporation or the like. By this method, the exhaust gas cooling efficiency is improved. In Fig.
  • the notation of hot water pressure gauge, flow meter, and check valve is omitted, but these are installed as appropriate.
  • the number of spray nozzles 2 15 depends on the exhaust gas cooling load. As an example, four (for example, three in FIG. 16 are displayed) in the circumferential direction of the lower part of the inner cylinder 202 through the dust collecting portion 201.
  • the cooling means 205 in addition to the same effect as in the second embodiment, the boiling point of water or more, that is, 100 ° C. or more, or 1 kgf / cm 2 or more
  • the exhaust gas was cooled using a spray nozzle 215 spraying hot water. Therefore, fine water droplets can be obtained instantaneously due to flash evaporation when hot water is sprayed from the tip of the spray nozzle 2 15.
  • the cooling temperature is as low as 200 ° C. or less, water droplets are completely evaporated within a very short evaporation time.
  • the hot water sprayed into the cooling space 208 in FIG. 16 has a temperature of 140 ° C. or more or a pressure of 3.5 kgf / cm 2 or more. Desirably.
  • Fig. 17 shows a diagram comparing the spray droplet diameters of cold water (normal temperature) and hot water (above the boiling point of water) using a one-fluid spray nozzle 2 15.
  • the hot water was as small as less than half the average diameter of the sprayed water droplets of cold water, and that fine water droplets could be obtained by spraying hot water. Furthermore, assuming that the hot water injection pressure was 3.5 kgf Z cm 2 , the hot water temperature was approximately 140 ° C, and it was found that water droplets with a Sauta average diameter of 100 m or less were obtained. In other words, in order to stably obtain fine water droplets, the pressure and injection pressure of the hot water tank (not shown) for producing or storing hot water should be 3.5 kgf / cm 2 or more (temperature of 140 or more). ) Is desirable.
  • the hot water is sprayed with 1 4 0 ° C or more, or 3. 5 kgf / cm 2 or more, the hot water can be obtained with higher pressures, to enhance the flash vaporisation at the time of spraying the flue gas Can be.
  • the hot water is sprayed, 1 4 0 ° C or less than 3. 5 kgf when Z cm 2 less than that, for example, when employing the known spray nozzle as hot water spraying means, a possibility that no sufficient pressure to obtain There is. For this reason, there may be a problem that a desired amount of spray water cannot be obtained.
  • the cooling space is set so that the exhaust gas residence time in the cooling space 208 is 2 to 10 seconds. It is preferable to configure 208.
  • the cooling space 208 of the cooling section 206 The exhaust gas residence time, that is, the time required to cool the exhaust gas, can be set in the range of 2 to 10 seconds, so that the exhaust gas cooling tower can have a relatively small capacity.
  • the residence time of the exhaust gas to less than 2 seconds means that the cooling effect of the various cooling means 2007 cannot be sufficiently obtained, and that when evaporating water with a spray nozzle, there is a possibility that unevaporated water droplets may be generated. Not desirable because there are. If the exhaust gas residence time exceeds 10 seconds, the capacity of the exhaust gas cooling space 208 becomes large, and the exhaust gas cooling tower 201 becomes unnecessarily large. Therefore, the effect of the compaction of the present invention becomes relatively small, which is not preferable. However, if there is room on the site, the exhaust gas residence time is not necessarily limited to 10 seconds.
  • the setting of the exhaust gas residence time that is, the setting of the capacity of the cooling space 208 is also affected by the cooling temperature of the exhaust gas, so when cooling to a lower temperature, the range is 2 to 10 seconds. It is preferable to set a longer exhaust gas residence time.
  • the case where only one exhaust gas introduction duct 205 is provided in the circumferential tangential direction is shown as the dust collection section 204 of the exhaust gas cooling tower 201 in the present embodiment, but it is installed at the opposite position. And then two. In other words, perform inertial force dust collection
  • the swirling flow for the dust collection section 204 may be used.
  • a guide vane dispersion plate may be installed in the exhaust gas introduction section of the dust collection section 204.
  • knockers and vibrators may be installed on the outer cylinder wall to remove dust (dust, fly ash) attached to the inner wall of the outer cylinder of the dust collecting section 204.
  • the spray nozzle installed in the cooling section 206 of this embodiment is a two-fluid nozzle that sprays air simultaneously when spraying cold water (normal temperature water).
  • the pressure of the spray water is set to a high pressure of 10 kgf Z cm 2 or more, fine water droplets can be obtained, and a one-fluid spray nozzle may be used.
  • a single fluid nozzle is used.However, a two fluid nozzle that sprays hot water and air simultaneously may be used.
  • the spray nozzle installed in the cooling section 206 of the present embodiment may have a protective tube attached to the outer periphery of the nozzle in order to ensure the durability of the nozzle, or may be provided between the nozzle and the protective tube.
  • the purge air may be injected, or the purge air may be simply injected from the outer periphery or the vicinity of the nozzle to avoid the accumulation of dust (dust) on the nozzle.
  • the spray amount of water or hot water by the spray nozzle is controlled using feedback control or the like by monitoring the temperature of the dust collecting section 204 outlet so that the predetermined exhaust gas cooling temperature is achieved. Forward control or combination control may be used.
  • a neutralizing agent such as slaked lime or caustic soda or activated carbon may be dissolved, added or suspended in the spray water, and sprayed with a spray nozzle. .
  • the organohalogen compounds contained in the exhaust gas described in the present invention are dioxins whose guidelines to waste treatment plants are specified by the Ministry of Health and Welfare in terms of toxicity conversion values, precursors of dioxins, and related substances. It is a generic term for chlorobenzene, chlorophenol, PCB, etc., and these compounds that are partially substituted with halogen elements other than chlorine.
  • dioxins are a general term for polydibenzoparadioxin and polydibenzofuran, which are usually evaluated by the equivalent concentration in toxicity.
  • the present embodiment is an exhaust gas cooling tower that collects and cools exhaust gas containing soot and dust
  • the exhaust gas cooling tower is configured by a double cylinder of an inner cylinder and an outer cylinder. Is done.
  • the exhaust gas introduction duct is provided in a tangential direction of the outer cylinder circumference, and the exhaust gas is swirled between the outer cylinder and the inner cylinder to collect dust and soot in the exhaust gas by inertia.
  • a cooling unit consisting of cooling means and a cooling space for cooling the exhaust gas by introducing the exhaust gas from which soot has been removed is provided in the inner cylinder.
  • a dust collecting device such as a cyclone, which was separately required in the past, can be omitted, and a site area required for the dust collecting device can also be omitted, so that a significant space saving can be achieved.
  • the initial cost of the exhaust gas treatment equipment can be greatly reduced.
  • the dust (dust and ash) in the exhaust gas is removed in advance in the dust collection section, so that when the exhaust gas is cooled in the cooling section, the dust in the exhaust gas serves as a cooling means for the cooling section. It is possible to avoid a problem that the cooling efficiency is reduced due to the adhesion, and a problem that dust accumulates.
  • the exhaust gas is cooled to a temperature of 200 ° C or less, preferably 180 ° C or less by the exhaust gas cooling means, the generation of dioxin can be suppressed, and the acid component in the later stage separately installed Removal device The removal efficiency of acidic components such as HCL can be improved.
  • the exhaust gas cooling tower is used to introduce exhaust gas at a temperature of 400 ° C. or more and collect the dust in a dust collecting section.
  • the cooling means is constituted by an indirect heat exchanger that circulates a cooling medium, so that when the exhaust gas is cooled, the unevaporated water droplets generated by using a conventional water spray type spray nozzle are reduced. However, it can be prevented from flowing out to a device outside the system.
  • the cooling means is constituted by a water spray type spray nozzle in which the average diameter of the sprayed water droplet is 80 im or less or the maximum water droplet diameter is 160 m or less. Therefore, when the exhaust gas is cooled, the water sprayed is fine water droplets, so even if the cooling temperature is as low as 200 ° C or less, the water droplets completely evaporate in a very short evaporation time. I do. As a result, it is possible to cool the exhaust gas in a short time, and it is possible to prevent the non-evaporated water droplets from flowing out to a device outside the system. In addition, since the exhaust gas can be rapidly cooled because of the fine water droplets, even if the exhaust gas contains dioxin, the generation of dioxin can be more effectively reduced. Can be suppressed.
  • the cooling means is constituted by a spray nozzle for spraying hot water having a boiling point of water or higher, so that when the exhaust gas is cooled, a flash when the hot water is sprayed from the tip of the spray nozzle is used. Fine water droplets can be obtained instantaneously due to evaporation. Even when the cooling temperature is as low as 200 ° C or less, water droplets evaporate completely in a very short evaporation time. As a result, it is possible to cool the exhaust gas in a short time, and it is possible to prevent the non-evaporated water droplets from flowing out of the system.
  • the exhaust gas can be rapidly cooled, so that the generation of dioxin can be more effectively suppressed even when the exhaust gas contains dioxin.
  • a compressor for spray air that is required when a two-fluid spray nozzle is employed is not required. Then, relatively inexpensive spray nozzles can be used.
  • the hot water is sprayed at a temperature of 140 ° C. or more or a pressure of 3.5 kgf Z cm 2 or more. Therefore, hot water having a higher pressure can be obtained, and the flash vaporization effect when spraying the exhaust gas can be enhanced, and the above-described effect can be further ensured.
  • the cooling space is configured such that the exhaust gas residence time in the cooling space is 2 to 10 seconds. Therefore, if an exhaust gas cooling tower equipped with a dust collection unit is implemented to satisfy the above requirements, the residence time of the exhaust gas in the cooling space of the cooling unit (that is, the time required to cool the exhaust gas) will be two. It can be set in the range of ⁇ 10 seconds. As a result, a relatively small capacity exhaust gas cooling tower can be obtained.

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Description

明細書 煤塵を含む排ガスを冷却集塵する方法及びその装置 技術分野
本発明は、 焼却、 加熱、 溶融等の各種操作から排出される煤塵を 含む排ガスを冷却し、 集塵するための装置及びその方法に関するも のである。 より詳しくは、 本発明は、 排ガスにダイォキシン等の有 機ハロゲン化合物を含む場合に実施して特に有効な装置及びその方 法に関するものである。 背景技術
従来技術の一例として、 以下の如きプロセスがある。 即ち、 焼却炉等から排出された 8 0 0 °C以上の高温排ガスは、 ポイラや ェコノマイザ等の熱エネルギー回収手段を経て、 例えば、 2 5 0〜 3 5 0 °Cに冷却される。 当該ガスは、 続いて、 ダイォキシンの発生 の少ない 2 0 0 °C以下の温度に迄、 水噴霧式の減温塔により冷却さ れる。 その後、 当該ガスは、 反応集塵装置であるバグフィル夕に導 入されていた。 ここで、 反応集塵とは、 排ガスに H C 1等の酸性成 分やダイォキシン等の微量有害成分が含まれる場合の方式である。 即ち、 消石灰や活性炭が、 排ガスに添加され、 排ガスに含まれる煤 塵が集塵される過程で、 当該有害成分が除去される方式、 を指す。 更に、 排ガスが有害成分を含有しない場合には、 バグフィル夕は、 単に集塵装置として機能する。 '
何れにしても、 従来技術においては、 排ガスをバグフィル夕に適 した温度に冷却するための減温塔と、 少なくとも集塵を行うための バグフィルタが、 別個の装置として、 それぞれ配置されていた。 以下に、 図面を参照しながら、 従来技術における焼却施設の排ガ ス処理工程の一例、 および、 排ガス処理工程における従来の排ガス の冷却と集塵装置の一例を説明する。 （なお、本出願書の明細書及び 請求の範囲において、 '上部' '下部' とは、 装置の位置関係を意味 する。 更に、 '上流' '下流' とは、 排ガスの流れ方向に対して、 装 置が、 上流側或いは下流側に存在することを意味する。）
図 1 0は、 従来の焼却施設における排ガス処理工程の一例を示す フロー図、 図 1 1は、 従来技術における、 排ガスの冷却および集塵 装置の一例を示す概略縦断面図である。
先ず、 従来技術における焼却施設の排ガス処理の一例を、 図 1 0 を参照しながら説明する。
焼却炉 1 3 1から排出された 8 0 0 DC以上の高温排ガスは、 ボイ ラ 1 3 2や図示しないェコノマイザ等の熱エネルギー回収手段を経 て、 例えば、 2 5 0〜 3 5 0 °Cの温度に冷却され、 続いてダイォキ シンの発生の少ない 2 0 0 °C以下の温度に水噴霧式の減温塔 1 0 2 により冷却される。 そして、 反応集塵装置であるバグフィルタ装置 1 0 1に導入される。
こごで、 反応集塵とは、 上述したように、 排ガスに H C 1等の酸 性成分やダイォキシン等の微量有害成分が含まれる場合の方式であ る。 反応集塵は、 消石灰や活性炭を排ガスに添加し、 排ガスに含ま れる煤塵と共に集塵する過程で、 当該有害成分を除去する方式を指 す。 しかしながら、 排ガスに有害成分を含まない場合には、 バグフ ィルタ装置 1 0 1は、 単に、 集塵装置として機能する。
反応集塵をする場合は、 薬剤供給機 1 3 5により、 消石灰や活性 炭が空気輸送手段等により排ガス中に供給される。 そして、 バグフ ィルタ装置 1 0 1の集塵過程で、 排ガス中の酸性成分やダイォキシ ン類が除去される。 バグフィルタ装置 1 0 1を経た排ガスは、 必要 に応じて脱硝触媒塔 1 3 3に導入されて、 排ガス中の窒素酸化物が 除去された後、 煙突 1 3 4を介して、 大気放散される。 次に、 従来技術における排ガスの冷却および集塵装置の一例を、 図 1 1を参照しながら説明する。
従来の排ガスの冷却と集塵装置は、 バグフィルタ装置 1 0 1と、 バグフィルタ装置 1 0 1に適した、 例えば、 2 0 0 °C以下の温度に 排ガスを冷却するための減温塔 1 0 3、 とから構成されている。 減 温塔 1 0 2に導入される排ガスは、 例えば、 2 5 0 °C程度であり、 塔上部に設置した水噴霧式のスプレーノズル 1 1 2により霧化した 水滴が排ガス中に噴霧され、 噴霧水の蒸発潜熱により排ガスが 2 0 ◦ °C以下の所定温度に冷却される。 減温塔 1 0 2は、 廃水を生じな いように完全蒸発を意図する。 従って、 減温塔 1 0 2の排ガス滞留 時間は、 例えば、 5〜 1 5秒の範囲となるように、 装置容量が、 予 め設定されている。
減温塔 1 0 2を経た排ガスは、 必要に応じて、 消石灰や活性炭等 の薬剤が薬剤供給機 1 3 5により排ガス中に供給され、 バグフィル 夕装置 1 0 1に導入され、 バグフィルタ装置 1 0 1内の複数の円筒 状ろ布 1 0 4によって排ガス中の煤塵と薬剤とが集塵され、 同時に 排ガス中の有害成分が除去される。 集塵されたバグフィルタ装置 1 0 1内のダストは、 ダスト排出部 1 0 9からバグフィルタ装置 1 0 1外に排出される。 バグフィル夕装置 1 0 1は、 ろ布 1 0 4の表面 での有害成分除去効率、 および、 ろ布 1 0 4の上方に設けられた集 塵灰払い落とし手段としての空気噴射管 1 2 1による集塵灰払い落 とし効率を維持できるように運転される。 例えば、 ろ過速度は、 1 . 0 m/m i n以下の低ろ過速度で運転され、 このろ過速度に相当す るように複数のろ布 1 0 4が、 予め設置される。 以下に、 従来技術に関する別の一例を示す。
図 1 8は、 焼却炉等から排出された高温排ガスを処理する別の排 ガス処理フローである。 焼却炉 2 2 0を経てボイラなどにより熱回 収されたダイォキシンの発生の少ない 4 0 0 °C以上の高温排ガスは、 サイク口ンゃセラミックフィルタゃグラニュールべッド （砂をろ床 としたろ過器） などの高温集塵装置 2 2 7に導入され、 4 0 0 °C以 上の温度で排ガス中のばいじん （飛灰） が除去される。 続いて、 反 応集塵装置 2 2 3であるバグフィルタ装置に適した温度に冷却する ために、 排ガスは、 排ガス減温塔 2 2 2で 2 0 0 以下の、 例えば 1 8 0 °Cに冷却される。 冷却された排ガスには、 排ガス中の酸性成 分を除去するための消石灰が薬剤供給機 2 2 4により噴霧され、 反 応集塵装置 2 2 3の反応集塵過程により、 排ガス中の H C L、 S O x 等の酸性成分が除去される。 あるいは、 湿式排ガス洗浄搭 （図示せ ず） により苛性ソーダが噴霧されて、 排ガス中の酸性成分が除去さ れる。 反応集塵装置 2 2 3を経た排ガスは、 必要に応じて脱硝触媒 搭 2 2 5に導入され、 排ガス中の窒素酸化物が除去された後、 煙突 2 2 6を介して大気放散される。 次に、 更に、 別の従来技術として、 排ガス集塵と冷却に係る装置 の一例を、 図 1 9を用いて説明する。 焼却炉等からの 4 0 0 °C以上 の排ガスが、 高温集塵装置 2 2 7であるサイクロンに導入され、 サ イクロン内で排ガスが旋回する際に、 慣性力により、 排ガスに含ま れるばいじん （飛灰） が下部へ落下し、 ダスト排出部 2 2 8から系 外に排出される。 サイクロンを経た排ガスは、 排ガス減温塔 2 2 2 に導入され、 塔上部に設置した水噴霧式のスプレーノズル 2 2 9に より霧化した水滴が排ガス中に噴霧され、噴霧水の蒸発潜熱により、 排ガスが後段の反応集塵器 （図示せず） に適した 2 0 0 °C以下の所 定温度に冷却される。 排ガス減温塔 2 2 2は、 廃水を生じないよう に完全蒸発を意図するので、 排ガス減温塔 2 2 2の排ガス滞留時間 は、 例えば 5〜 1 5秒の範囲となるように装置容量が予め設定され る。 排ガス減温塔 2 2 2を経た排ガスは、 図 1 8に示したように、 別途処理がなされる。
発明の開示
上述したように、 従来の排ガスの冷却と集塵装置は、 排ガスを冷 却するための減温塔およ.びバグフィルタ装置がそれぞれ別個の装置 として配置されていたので、 これら装置の設置に要する敷地面積は 甚大なものとなっていた。 即ち、 大きな設置面積を要するので、 排 ガス処理設備のイニシャルコストが甚大となる問題点を生じていた。 また、 排ガスを水噴霧により 2 0 0 °C以下の温度に冷却する減温 塔は、 スプレーノズルにより霧化した水滴を蒸発させて廃水を生じ させずに排ガスを冷却させるので、 噴霧水滴が十分微細でない場合 ゃ排ガスの冷却温度が 1 5 0 °Cと低い場合には、 水滴の完全蒸発に 例えば、 5〜 1 5秒程度の排ガス滞留時間を要し、 これ相当の容積 と敷地面積とを必要としていた。
また、 排ガスを反応集塵するバグフィルタ装置は、 反応効率およ び集塵灰の払い落とし効率の確保のために、 ろ過速度を例えば、 1 . 0 / i n程度またはこれ以下と小さく設定することが多いので、 ろ布本数が多くなり、 これ相当の敷地面積を必要としていた。
このように、 減温塔およびバグフィル夕装置は、 単独装置として も、 敷地面積をより多く確保せざるを得ない状況にあり、 上述の敷 地面積増大によるイニシャルコスト増大の問題がより顕著になって きた。 更に、 図 1 0に示した従来方法においては、 ダイォキシンの発生 の原因となるばいじん （飛灰） が、 ダイォキシの発生のごく少ない
4 0 0 °C以上の高温域において、 除去されていない。 従って、 ダイ ォキシンがばいじんとともに排ガス中に残留し、 後段の反応バグフ ィル夕装置やダイォキシン触媒塔 （図示せず） などで、 別途、 ダイ ォキシンを除去する必要があった。 また、 さらに、 バグフィルタ装 置で集塵したばいじん （飛灰） にはダイォキシンが相当量含まれて いるため、 該飛灰中のダイォキシンを別途処理する必要があった。 すなわち、 バグフィル夕装置の上流で噴霧するダイォキシン除去用 の活性炭の吹込装置 （薬剤供給機 1 3 5 ) や、 ダイォキシン触媒塔 を、 別に設置する必要と、' 集塵した飛灰中のダイォキシンを低減す る加熱処理装置等を別に設置する必要があり、 処理費用が甚大とな つていた。 '
また、 図 1 0、 図 1 9に示した従来方法においては、 ダイォキシ ンの発生の原因となるばいじん （飛灰） をダイォキシンの発生のご く少ない 4 0 0 °C以上の高温域で予め除去するので、 後段でダイォ キシン除去装置を省略することができる利点がある。更に、 4 0 0 °C 以上で集塵したばいじん （飛灰） はダイォキシンをほとんど含まな いので、 該飛灰のダイォキシン処理をしなくて済む利点もある。 し かしながら、 高温域で集塵する集塵装置 2 2 7と、 その後排ガスを 冷却する排ガス減温塔 2 2 2が、 別個の装置であったため、 これら に要する敷地面積は無視できない程度に大きいものであった。 すな わち、 大きな敷地面積.を要するので、 排ガス処理設備のイニシャル コストが甚大となる問題点を生じていた。
本発明の目的は、 上記のような課題を解決するためになされたも のである。 即ち、 本発明は、 ダイォキシンの発生を抑制しながら、 上記の甚大な敷地面積を低減し、 コンパクト化が達成可能な、 集塵 冷却一体型である排ガスの冷却集塵装置を提供することを目的とす る。 上記の目的を解決する手段として、 本発明は、 以下の内容を開 示する。 即ち、 第一に、 煤塵を含む排ガスを冷却集塵する装置は、 以下からなる ： 該排ガス冷却集塵装置の下部に接続する排ガス導入ダク 卜 ； 該排ガス冷却集塵装置の下部に位置し、 該排ガスを冷却する 冷却手段と、 該冷却手段を内包する冷却空間からなる冷却部； 該冷 却部は、 該排ガスの流れ方向に対して、 該排ガス導入ダクトの下流 に位置する ；
該排ガス冷却集塵装置の上部に位置し、 且つ、 該排ガスの流 れ方向に対して該冷却部より下流に位置する集塵部； 該集塵部は、 バグフィルタ一であって、 該排ガス中に含まれる該煤塵を集塵する ための複数のろ布からなる ；
該排ガス冷却集塵装置の上部に接続し、 且つ、 該排ガスの流 れ方向に対して敎集塵部の下流に位置する接続する排ガス排出ダク ト ； 及び、
集塵灰を排出するためのダスト排出部。 第二に、 煤塵を含む排ガスを冷却集麈する方法は、 以下からなる ： 冷却空間内において、 冷却管内部に冷却媒体を流通させ、 冷 却管外部を通過する該排ガスと間接熱交換することにより、 煤麈を 含む排ガスを冷却する工程；
該冷却された排ガスを、 ろ布により集塵し、 集塵灰を捕集す る工程； ' 及び、
該集塵灰を、 ろ布から払い落とす工程。 第三に、 煤塵を含む排ガスを冷却集塵する装置は、 以下からなる ： 内筒と外筒の二重筒によって構成される減温塔； 内筒及び外 筒は、 互いに同心円状に配置される ；
該外筒上部に接続される排ガス導入ダクト ； 該排ガス導入ダ ク トは、 該外筒円周の接線方向に設けられる ；
該外筒と該内筒の間に環状空間により構成される集塵部； 内筒下部に位置し、 内筒内に排ガスを導入するための流通 路 ； 及び、
内筒内に位置し、 該ぱいじんが除去された後の排ガスを冷却 するための冷却空間を有する冷却手段。 第四に、 煤塵を含む排ガスを冷却集塵する方法は、 以下からなる ： 該煤塵を含む排ガスを、 外筒と内筒の二重筒間の環状空間に 旋回させて、 該排ガス中の該煤麈を、 慣性力により集塵する工程； 及び、
該煤塵が除去された該排ガスを導入して、 該排ガスを冷却す る工程。
図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明における排ガス冷却集塵装置の一実施形態に 関して、 冷却空間内の冷却手段を模式的に示した概念図である。
第 2図は、 本発明における排ガス冷却集塵装置の一実施形態に 関して、 一例を示す概略縦断面図である。 第 3図は、 本発明における排ガス冷却集塵装置の一実施形態に 関して、 別の一例を示す概略縦断面図である。
第 4図は、 第 3図における B— B線概略断面図であり、 ノズル 配置の概略を示す。
第 5図は、 本発明における排ガス冷却集麈装置の一実施形態に 関して、 更に別の一例を示す概略縦断面図である。
第 6図は、 第 5図における C— C線概略断面図であり、 ノズル 配置の概略を示す。
第 7図は、 第 1図の A— A線概略断面図である。
第 8図は、 最大水滴径およびザウタ一平均径と水滴の蒸発時間 との関係を示すグラフである。
第 9図は、 一流体式スプレーノズルの噴射圧力と噴霧水滴のザ ウタ一平均径との関係を示すグラフである。
第 1 0図は、 従来技術における焼却施設の排ガス処理工程の一 例を示すフロー図である。
第 1 1図は、 従来技術における排ガスの冷却および集塵装置の 一例を示す概略縦断面図である。
第 1 2 .図は、 本発明における実施形態 2の模式図およびその断 面図である。
第 1 3図は、 本発明における実施形態 3の模式図である。
第 1 4図は、 本発明における実施形態 4の模式図である。
第 1 5図は、 最大水滴径と水滴の蒸発時間等との関係を示す線 図である。
第 1 6図は、 本発明における実施形態 5の模式図である。
第 1 7図は、 一流体式スプレーノズルの噴射圧力と噴霧水滴の ザウタ一平均径等との関係を示す線図である。
第 1 8図は、 従来技術における、 他の排ガス処理フローの一例 を示すブロック図である。
第 1 9図は、 従来技術における、 排ガス集塵と冷却に係る装置 の一例を示す模式図である。
発明を実施するための最良の形態
次に、 本発明の排ガス冷却 ·集塵装置を、 図面を参照しながら説 明する。
(実施形態 1 )
図 1は、 本発明の内の一実施例であり、 バグフィル夕装置を用い た排ガス冷却集塵装置を示す概念図である。 図 1は、 冷却空間内の 冷却手段を模式的に示している。 図 2は、 本発明の内、 別の実施例 であり、 バグフィルタ装置を用いた排ガス冷却集塵装置を示す概略 縦断面図である。 図 3は、 本発明の内、 更に、 別のバグフィルタ装 置を用いた排ガス冷却集塵装置を示す概略縦断面図である。図 4は、 図 3の B— B線概略断面図であり、 ノズル配置の概略を示す。
図 5は、 この発明の内、 更に、 別の実施例であり、 バグフィルタ装 置を用いた排ガス冷却集塵装置示す、概略縦断面図である。図 6は、 図 5の C— C線概略断面図であり、 ノズル配置の概略を示す。 図 7 は、 図 1の A— A線概略断面図である。 図 8は、 最大水滴径および ザウタ一平均径と水滴の蒸発時間との関係を示すグラフである。 そ して、 図 9は、 一流体式スプレーノズルの噴射圧力と噴霧水滴のザ ウタ一平均径との関係を示すグラフである。
図 1から図 7において、 1は、 集塵部、 2は、 冷却部、 3は、 ノ グフィルタ装置本体、 4は、 ろ布、 · 5は、 排ガス導入ダク ト、 6は、 排ガス排出ダク ト、 7は、 冷却手段、 8は、 冷却空間、 9は、 ダス ト排出部、 1 1は、 冷却手段としての間接熱交換器、 1 2は、 スプ レ一ノズル （冷水噴霧）、 1 3 ( 1 3 a〜 1 3 f ) は、 スプレーノズ ル （熱水噴霧）、 1 4は、 冷水供給瓮、 1 5は、 空気供給管、 1 6は、 熱水供給管、 2 1 ( 2 1 a〜 2 1 L ) は、 噴射管、 2 2 ( 2 2 a〜 2 2 L ) は、 電磁弁、 2 3は、 噴射管に付属の噴射口、 2 4は、 へ ッダ一である。
図 1は、 煤塵を含む排ガスを冷却し、 集塵する際に、 複数のろ布 からなる集塵部の下方部に、 排ガスを冷却する冷却手段と冷却空間 とからなる冷却部をバグフィルタ装置本体内に配設した、 バグフィ ル夕装置を用いた排ガス冷却装置を示す概念図である。
排ガス導入ダクト 5から例えば、 2 5 0 °Cの排ガスが導入され、 この排ガスは、 間接熱交換手段、 スプレーノズルによる水噴霧手段 等の排ガス冷却手段 7により、 冷却空間 8を滞留する間に、 ダイォ キシンの発生の少ない 2 0 0 °C以下の温度、 例えば、 1 8 0 °Cに冷 却され、 冷却された排ガスは、 その上方部に位置する複数の円筒状 ろ布 4からなる集塵部 1に導入されて、 排ガス中の煤塵が集塵され る。 煤塵が除去された排ガスは、 排ガス排出ダク ト 6を経て、 別途、 脱硝処理等がなされる。
また、 図示しないが、 排ガス中に H C 1 、 S O x等の酸性成分や、 ダイォキシン等の有機ハロゲン化合物を含む場合は、必要に応じて、 これら有害成分を除去するための薬剤として消石灰や活性炭等が選 ばれて、 薬剤供給機 （図示せず） により排ガス中に噴霧され、 ろ布 4の集塵過程で前記有害成分が除去されるように構成してもよい。 ' 薬剤を噴霧する位置は、 排ガス導入ダクト 5でも良いし、 冷却部 . 2のバグフィルタ装置本体 3の外壁でもよく、 適宜設定されるもの とする。 一方、 ろ布 4で集塵された集塵灰は、 パルスジェット噴射 管 2 1からの高圧空気により払い落としされ、 払い落とされた集塵 灰は、 ダスト排出部 9からバグフィルタ装置本体 3外に排出され、 別途処理がなされる。
このように、 複数のろ布 4からなる集塵部 1の下方部に、 排ガス を冷却する冷却部 2を配設したので、 従来、 別に必要とした水噴霧 式の減温塔等の排ガス冷却装置を省略でき、 この排ガス冷却装置に 要していた敷地面積を不要とすることができるので、 大幅な省スぺ ース化が図れ、 排ガス処理設備のイニシャルコストを大幅に低減で さる。
また、 排ガスの冷却手段により、 排ガスを 2 0 0 °C以下、 望まし くは 1 8 0 °C以下の温度に冷却すれば、 ダイォキシンの発生を抑制 できると共に、 消石灰を排ガスに添加している場合は、 H C 1等の 酸性成分の除去効率を上昇させることができる。 '
図 2は、 図 1に記す冷却手段 7が、 集塵部 1の下部の冷却空間 2 内に設置され、 冷却媒体を流通させる間接熱交換器 1 1 とした、 こ の発明の別の実施例であり、 バグフィルタ装置を用いた、 排ガス冷 却集塵装置を示す概略縦断面図である。 図 1と同一構成の部分の説 明は、 省略する。
冷水、 冷空気、 その他冷却媒体を冷却管に流通させる間接熱交換 器 1 1を冷却手段 7とし、 この冷却手段 7をバグフィルタ装置本体 3内の冷却部 2に設置させ、 間接的に排ガスと熱交換することによ り、 排ガスを冷却する。 排ガス冷却性能は、 一般に冷却管延べ面積 (熱交換有効面積）および冷却媒体の温度、種類によって決定され、 所定の排カス温度を達成できるよう、 これらは適宜設定される。 ろ布 4の集塵灰は、 一定時間ごとに払い落としされるので、 間接 熱交換器 1 1の冷却管に前記集塵灰が付着するが、 定期点検時に付 着灰を取り除くか、 蒸気式または空気式のスートプロ一装置をバグ フィル夕装置本体 3の外壁に設置し、 一定時間ごとに付着灰の払い 落としを行っても良い。
このように、 冷却手段として、 冷水、 冷空気、 その他冷却媒体を 冷却管内部に流通させる間接熱交換器 1 1を用いて排ガスを冷却す るので、 従来型の水噴霧式のスプレーノズルを用いた際の未蒸発水 滴が集塵部のろ布に到達して、 ろ布を濡らしてしまう不具合発生の · 危険性を回避することができる。 勿論、 図 1に沿う実施例と同様の 作用および効果が得られる。
図 3は、 図 1の冷却手段 7が、 バグフィルタ装置本体 3 (冷却部 2 ) の外壁に設置されたもので、 この発明の更に別のバグフィル夕 装置を示ず概略縦断面図である。 当装置は、 噴霧水滴のザウタ一平 均径が 8 0 m以下または最大水滴径が 1 6 0 m以下となる水噴霧 式のスプレーノズルを有する。 該スプレーノズルは、 特に、 冷水と 共に空気を同時に噴霧する二流体式スプレーノズル 1 2である。 図 1 と同一構成の部分の説明は省略する。
図 4は、 図 3の B— B線概略断面図であり、 二流体スプレーノズ ル 1 2の配置の概略を示したものである。 なお、 図 3においては、 ろ布、 その他は省略してある。
冷水供給管 1 4と空気供給管 1 5とは、 スプレーノズル 1 2に連 · 結され、 冷水と空気とはそれぞれ所定噴霧圧で噴霧され、 所定の排 ガス温度の冷却に必要な所定量の水量が噴霧される。 図 3では、 噴 霧水、 噴霧空気の圧力ゲージ、 流量計、 逆止弁等の表記を省略した が、 これらは適宜設置される。 該装置において、 スプレーノズル 1 2は、噴霧水摘のザウタ一平均径が 8 0 m以下または最大水滴径が' 1 6 0 / m以下となる噴霧性能を有するものを使用する。
さて、 噴霧水滴は、 水滴径の大きさに関して分布を持ち、 例えば、 口ジンラムラ一分布、 片対数分布、 ときに正規分布等で近似するこ とが可能である。 水滴径の測定は、 レーザードップラー法 （非接触 法） や従来からの液浸法 （直接採取法） によって行うが、 既成のス ブレ一ノズルの場合は、 ザウタ一平均径等 各種性能が表示されて いることが多い。 また、 蒸発は水滴表面でなされるので、 面積に重 みをおいたザウタ一平均径、 即ち、 面積平均径がしばしば採用され る。 ザウタ一平均径 （面積平均径） は、 D 3 2と記載されることが 多く、 ∑ ( n d 3) /∑ ( n d 2) で算出される。 ザウタ一平均径が 小さいと単位質量あたりの外表面積が大きくなるので、 蒸発速度が 速くなり、 蒸発時間が短くなる。
次に、 最大水滴径は、 液浸法の場合は有限個の調査であるので、 採取した水滴で最も大きい水滴径を採用すれば良く、 上記の各種分 布 （重量または体積基準） で近似した場合は、 ふるい上 1 %相当径 を採用すれば良い。 水滴径が大きいほど、 蒸発に要する時間が長い ので、 噴霧水滴全体が完全に蒸発するまでの時間の算定は、 しばし ば最大水滴径によってなされる。 即ち、 最大水滴径が小さいほど、 蒸発時間が短くて済み、 排ガス滞留時間を少なくできる。
本発明者等の独自の調査によれば、 スプレーノズルによる噴霧水 滴に関して、 ザウタ一平均径と最大水滴径とは、 1 : 1 . 5〜 1 ： 3の範囲内にあることが判明しているので、 ザウタ一平均径および 最大水滴径の一方のみが判明すれば、 もう一方はある程度予測でき る。
ここで、 図 8は、 本発明者等の調査結果の一例を示す図で、 最大 水摘径と水滴蒸発時間 （水滴径分布、 排ガス組成等を考慮した一次 元流れ塲での解析結果） との関係を示すグラフである。右の縦軸は、 最大水滴径に対しザウタ一平均径が 1ノ 2の場合を示している。 同図から明らかなように、 最大水滴径またはザウタ一平均径が小 さくなると、 水滴の蒸発時間が短くなることと、 排ガスの冷却温度 が低くなると蒸発時間が長くなることが分かる。 最大水滴径が 1 6 0 m (ザウタ一平均径 8 O in) のときに、 1 8 0 °C冷却とすると、 水滴蒸発時間は、 約 2秒、 1 5 0 冷却とすると、 約 3秒必要であ ることが判明した。 ここで示した水滴蒸発時間は、 排ガス流れに偏 りのない安定場での蒸発時間であるので、 実装置における排ガス冷 却に必要な排ガスの滞留時間の算定には、 この値に安全係数として 1 . 5〜 3程度乗ずる必要がぁる。
また、 本発明者等の上記とは別の実施調査では、 ザウタ一平均径 が 8 0 m超の 1 0 0 m、 最大平均径が 1 6 0 m超の 2 2 0 mの スプレーノズルを用いたときに、 集塵部 1のろ布 4が濡れ面を形成 して、 払い落としに支障を生ずる場合が発生した。 しかしながら、 . ザウタ一平均径を 8 0 およびこれ以下、 最大水滴径を 1 6 0 m およびこれ以下としたときに、 ろ布 4に濡れ面を形成する不具合は 生じなかった。
計算による水滴の蒸発時間は、 水滴径の変化と共に比較的リニァ に変化するが、 ろ布に濡れ面を発生するかしないかは、 上記結果か ら限界点があると判明した。 即ち、 ろ布に濡れ面を形成させない限 界点として、 ザウタ一平均径 8 0 または最大水滴径 1 6 0 を 採択した。
このように、 冷却手段として、 噴霧水滴のザウタ一平均径が 8 0 m以下または最大水滴径が 1 6 0 m以下となる水噴霧式のスプレ 一ノズルを用いて排ガスを冷却するので、 微細な水滴であるため、 冷却温度が 2 0 0 °C以下の低温であっても、 ごく短い蒸発時間で水 滴が完全蒸発し、 もって排ガスを短時間で冷却することができ、 未 蒸発水滴が集塵部のろ布に到達して、 ろ布を濡らしてしまう不具合 発生の危険性を回避することができる。 勿論、 本発明における他の 実施例と同様の作用が得られる。
図 5は、 図 1の冷却手段 7が、 バグフィル夕装置本体 （冷却部 2 ) の外壁に設置され、 水の沸点以上の熱水を噴霧するスプレ一ノズル とした、 本発明の内、 バグフィルタ装置を用いた排ガス冷却集塵装 置を示す、 概略縦断面図である。 図 1と同一構成部分の説明は省略 する。
付帯施設の高圧蒸気、 または外部加熱手段等により製造した 1 0 o °c以上の熱水は、 図示しない熱水タンクに貯留され、 熱水供給管 1 6を介して、 これに連結した一流体スプレーノズル 1 3により冷 却空間 8である排ガス中に噴霧される。 熱水は、 1 0 0 °C以上であ るが、 蒸発潜熱が大きいので、 排ガスを冷却することができ、 1 0 0 °C以上且つ 1 k g f Z c m2の圧力であることにより、 ノズル先端 で噴霧される際に、 フラッシュ蒸発作用等により、 瞬時に微細な水 滴が得られ、 排ガス冷却効率を高める作用がある。 なお、 図 5では、 熱水の圧力ゲージ、 流量計、 逆止弁等の表記を省略したが、 これら は適宜設置される。
このように、 冷却手段として、 水の沸点以上、 即ち、 1 0 0 °C以 上または 1 k g f / c m 2以上の熱水を噴霧するスプレーノズルを 用いて排ガスを冷却することによって、 熱水がスプレーノズルの先 端から噴霧される際のフラッシュ蒸発作用等により、 瞬時に微細な 水滴が得られるため、 冷却温度が 2 0 0 °C以下の低温であっても、 ごく短い蒸発時間で水滴が完全蒸発し、 もって排ガスを短時間で冷 却することができ、 未蒸発水滴が集塵部のろ布に到達して、 ろ布を 濡らしてしまう不具合発生の危険性を回避することができる。また、 一流体式スプレーノズルを用いるので、 二流体式のスプレーノズル を採用する際に伴う、 噴霧空気用のコンプレッサを不要とし、 比較 的安価なスプレーノズルで済ますことが可能となる。 勿論、 他の実 施例と同様な作用および効果が得られる。
図 5に示すバグフィルタ装置において、 冷却空間 8に噴霧する熱 水 （請求の範囲 1 0に記載の熱水） は、 温度が 1 4 0 °C以上または 圧力が 3 . 5 k g f c m2以上であることが望ましい。
ここで、 図 9は、 本発明者等の研究調査結果の一例を示す図で、 一流体式スプレーノズルを用いて、 冷水 （常温） と熱水 （水の沸点 以上） の噴霧水滴径とを比較したグラフである。
これによると、 熱水は、 冷水の噴霧水滴ザウタ一平均径の半分以 下と小さく、 熱水を噴霧するとより微細な水滴が得られることが判 明した。 更に、 熱水の噴射圧力を 3 . 5 k g f Z c m2とすると熱水 温度は、 略 1 4 0 °Cとなり、 ザウタ一平均径を 1 0 0 m以下とする ことができることが判明した。 即ち、 微細な水滴を安定して得るた めに、 熱水を製造または貯留する熱水タンク （図示しない） 圧力お よび噴射圧力は、 3 . 5 k g f / c m2以上 (温度 1 4 0 °C以上） で あることが望ましい。
このように、 噴霧する熱水を 1 4 0 °C以上または 3 . 5 k g f c m2以上とすれば、 より圧力の高い熱水が得られ、 排ガスに噴霧す る際のフラッシュ蒸発作用を高めることができ、 本発明の他の実施 例における作用をより確実なものとできる。
1 4 0 °C未満または 3 . 5 k g f / c m2未満とすると、 例えば、 熱水噴霧手段として公知のスプレーノズルを採用する際に、 十分な 圧力が得られない。 このため、 所望の噴霧水量が得られない不具合 を生じることがある。 更に、 熱水噴霧手段に熱水を供給する流路等 で放熱が生じた場合に、 熱水の十分な霧化が得られにくくなる危険 性がある。 従って、 上記の温度、 圧力条件においては、 推奨しない が、 勿論、 水の沸点以上、 即ち、 1 0 0 °C以上または 1 k g f Z c m2以上であれば、 作用の程度がやや低いのみである。
図 7は、 図 3、 図 5で、 複数のスプレーノズルをバグフィルタ装 置本体の外壁の周囲方向に所定間隔で設置したことを示したバグフ ィル夕装置の水平断面の模式図である。 なお、 スプレーノズル 1 3 に付属の熱水供給管 1 6等は記載を省略した。
このように、 本実施例は、 複数のスプレーノズルを所定間隔で設 置したので、 各々のスプレーノズルの排ガス冷却負荷， および塔内 空間の蒸発負荷を分散させて均等化することができる。 更に、 本装 置は、 より効率のよい排ガス冷却を達成できる。 その結果、 発明の 作用をより確実なものとすることができる。
図 7においては、 集塵部 1におけるろ布 4の集塵灰の払い落とし を一定間隔ごとに順次、 実施する。 この際、 払い落としを実施する ろ布 4に近傍のスプレーノズル 1 2または 1 3による水噴霧を、 前 記ろ布 4の払い落としが完了するまでの間、 一時的に停止させる操 作を、 全てのろ布 4について順次実施させる方法を採用することが 望ましい。 更に、 該採用される方法は、 スプレーノズル 1 2または .1 3について、 順次実施させることが望ましい。
この方法を、 スプレーノズルとして図 5に記.載の熱水噴霧一流体 スプレーノズル 1 3を採用した場合め図 7を用いて詳しく説明する。 図 7は、 例示として、 圧縮空気を用いるパルスジェット逆洗方式の バグフィルタ装置を採用した。
ろ布に堆積した集塵灰の払い落としに供するパルスジヱッ ト空気 は、 所定圧でヘッダー 2 4に貯留され、 パルスジェットを噴射する 噴射管 2 1 aに付属の噴射口 2 3から電磁弁 2 2 aを一定時間、 開 としてパルスジエツ トを噴射し、 噴射管 2 1 aに対応する 3本のろ 布 4の集塵灰を同時に払い落とす。 パルスジェットの噴射時間、 即 ち、 電磁弁 2 2 aを開とする時間は、 例えば 0 . 1秒〜 0 . 3秒で ある。 パルスジェッ ト空気の圧力は、 例えば、 2〜 6 k g Z c m 2 Gである。
次に、 所定時間後、 電磁弁 2 2 bを一定時間、 開として噴射管 2 1 bにより対応する 3本のろ布 4の集塵灰を払い落とす。 ここで、 これらの操作の間は、 噴射管 2 1 a、 2 1 bに関与するろ布 4に近 傍位置のスプレーノズル 1 3 aの水噴霧を停止させておく。 その他 のスプレーノズル 1 3 b〜 1 3 f は、 この間も、水噴霧を継続する。 次に、 噴射管 2 1 c、 2 1 dによる払い落としを実施する。 この時、 スプレーノズル 1 3 bによる水噴霧は停止し、 先に停止していたス プレーノズル 1 3 aによる水噴霧を開始する。 次に、 噴射管 2 1 e、 2 1 f による払い落としを実施する際に、 対応するスプレーノズル 1 3 cの水噴霧を停止し、 先に停止していたスプレ一ノズル 1 3 b の水噴霧を開始する。
このように、 図 7の例示では、 各スプレーノズル 1 3に対応する 噴射管 2 1およびろ布列は 2列であるので、 この 2列のろ布の払い 落としを実施している間は、 対応する近傍のスプレーノズル 1 3.の 水噴霧を予め停止させた後、 払い落としを実施する。
以上のような各操作 （パルスジェッ ト噴射による払い落とし、 及 び、 スプレーノズルによる水噴霧停止） を、 全ろ布列およびこれに 対応するスプレーノズルに対して順次実施して、 一連の払い落とし 操作を完了させる。
上記のように、 払い落としを実施するろ布に近傍'のスプレーノズ ルによる水噴霧を、 該ろ布の払い落としが完了するまでの間、 一時 的に停止させる。 この結果、 払い落としの際、 落下する集塵灰がス プレーノズルの噴霧部に付着して噴霧異常を引き起こしてしまう危 険性や、 落下する集塵灰が噴霧水滴で濡れて湿り、 灰が装置内に堆 積してしまう危険性を、 未然に回避することができる。 更に、 全て のろ布およびスプレーノズルについて上記の操作を順次実施するの で、 全体のろ布の払い落とし操作を完了しながら、 排ガス冷却を安 定して実施できる作用が得られる。 勿論、 一定温度以上、 及び、 一 定圧力以上の噴霧水を使用するという実施例と同様な効果が得られ る。 · この実施例の冷却部を備えたバグフィルタ装置は、 冷却空間にお ける排ガス滞留時間が 2〜 1 0秒となるように冷却空間 8を構成す ることが好ましい。 上記に記載の各要件を満たすように、 この実施例の冷却部を備え たバグフィルタ装置を実施すれば、 冷却部の冷却空間における排ガ ス滞留時間、 即ち、 排ガスを冷却するに必要な時間を 2〜 1 0秒の 範囲で設定することができる。 従って、 相対的に小さい容量のバグ フィル夕装置となすことができる。 ·
排ガス滞留時間を 2秒未満とすることは、 上記各種冷却手段によ る冷却効果が十分に得られないこと、 また、 スプレーノズルで水噴 霧する際は、 未蒸発水滴の発生の恐れがあること、 等の理由により 好ましくない。 一方、 排ガス滞留時間を 1 0秒超とすると、 排ガス 冷却空間の容量が大きくなつてバグフィルタ装置が必要以上に大き くなつてしまい、 この発明のコンパクト化の効果が相対的に小さく なるので好ましくない。 但し、 敷地にゆとりがある場合は、 必ずし も 1 0秒を上限とするものではない。 また、 排ガス滞留時間の設定、 即ち、 冷却空間の容量の設定は、 排ガスの冷却温度にも影響される ので、 より低温に冷却する場合は、 2〜 1 0秒の範囲内でより長'い 排ガス滞留時間を設定するのが好ましい。
以上のとおり、 図 1〜図 7を用いてこの発明における一実施形態 を説明したが、 補足事項を以下に述べる。 この発明の冷却部を備え たバグフィルタ装置は、 図 1〜図 7で例示したが、 これら図中では 簡単のため、 ろ布本数や噴射管を実際より少なく記載している。 し かし、 工業的に使用する際は、 排ガス量にもよるが、 例えば、 5 0 0本程度のろ布と 5 0本程度の噴射管からなり、 1本の噴射管 2 1 には噴射口 2 3が通常 5〜 1 5個程度設置され、 一直線上に並んだ 5〜 1 5本のろ布群に一度に噴射される。 しかし、 工業的な使用は、 上記の方法に限定されるものではない。
また、 図 7における各スプレーノズルに対応するろ布列（噴射管） は 2列としたが、 スプレーノズルの本数を少なくすれば、 対応する ろ布の列数は多くなることは勿論である。 更に、 図 7におけるスプ レーノズルの配置は、 図中、 上下に 3つずつ計 6本としたが、 図中、 上部に 3本のみとし均等配置させても良く、 この場合は、 対応する 噴射管 2 1 (ろ布列） は、 上部 2列、 下部 2列の計 4列となる。
この発明の冷却部を備えたバグフィルタ装置の逆洗方式は、 パル スジェッ ト方式により説明した。 しかし、 排ガス流れと逆方向に各 分割区画に送風して逆洗する逆風式でも同等の効果を有する。
この発明の集塵部は、 複数のろ布から成り立つ。 しかし、 ろ布材 質は、 排ガス温度の耐熱性を有するものであれば良く、 ガラス繊維、 ポリイミ ド繊維、 セラミック繊維、 各種化学繊維等から耐酸性等を 考慮して適宜選択される。 また、 ろ布の形状は円筒型のろ布が一般 的があるが、 この限りでない。 また、 ろ布以外に、 例えば、 キャン ドル型セラミックフィルタ、 ハニカム型セラミックフィルタ （入口 側'出口側の一方が開となる目が互い違いに配列したハニカム構造） 等であっても、 同等の効果がある。
この発明の冷却部 2に設置するスプレーノズルは、冷水（常温水） を噴霧する場合、 空気を同時に噴霧する二流体ノズルとした。 しか し、噴霧水の圧力を 1 0 k g f ノ c m2以上の高圧にする等を考慮す れば、 微細水滴が得られるので、 一流体スプレーノズルを用いても 良い。 また、 熱水を噴霧する場合、 一流体ノズルとしたが、 熱水と 空気を同時に噴霧する二流体ノズルを用いても良く、 一流体ノズル と同等以上に、 微細な水滴が得られる。
この実施例の冷却部 2に設置するスプレーノズルは、 ノズルの耐 久性を確保するために、ノズルの外周に保護管を取り付けても良い。 また、 該ノズルと該保護管との間からパージエア一を噴射するか、 或いは、 単にノズルの外周または近傍からパージエアーを噴射する 事により、 ノズルへのダスト （煤塵） 堆積を回避するよう、 工夫し ても良い。 スプレ一ノズルによる水または熱水の噴霧量は、 所定の 排ガス冷却温度となるように、 集塵部出口の温度を監視してフィー ドバック制御等を用いて制御されるが、 フィードフォヮ一ド制御や 組み合わせ制御を用いても良い。 また、 排ガス中の酸性成分および ダイォキシンを除去するために、 消石灰、 苛性ソーダ等の中和剤や 活性炭を噴霧水に溶解、 添加、 懸濁させて、 スプレーノズルにより 噴霧しても良い。
この発明で述べた排ガスに含まれる有機ハロゲン化合物とは、 厚 生省により清掃工場へのガイ ドラインが毒性換算値により指定され ているダイォキシン類および、 ダイォキシン類の前駆物質、 関連物 質と称されるクロ口ベンゼン、 クロ口フエノール、 P C B等や、 塩 素以外のハロゲン元素で一部が置換されたこれら化学物質の総称で ある。 更に、 ダイォキシン類とは、 ポリジベンゾパラジオキシンと ポリジベンゾフランの総称であって、 通常毒性換算濃度によって評 価されるものである。
上述の説明において、 上記の有機ハロゲン化合物やダイォキシン 類を単にダイォキシンと略記している場合があることを付け加えて おく。 上記に述べたごとき発明によれば、 煤塵を含む排ガスを冷却し集 塵する際に、 複数のろ布からなる集塵部の下部に、 排ガスを冷却す る冷却手段と冷却空間からなる冷却部を配設させた、 冷却部を備え たバグフィル夕装置としたので、 以下のような有用な効果がもたら される。
( 1 ) 従来、 別に必要とした水噴霧式の減温塔等の排ガス冷却装置' を省略でき、 この排ガス冷却装置に要してい,た敷地面積を不要とす る。 従って、 大幅な省スペース化が図れ、 排ガス処理設備のィニシ ャルコス卜が大幅に低減され得る。
( 2 ) 排ガスの冷却手段により、 排ガスを 2 0 0 °C以下、 望ましく は 1 8 0 °C'以下の温度に冷却すれば、 ダイォキシン発生の抑制を期 待できる。 同時に、 消石灰を排ガスに添加している場合は、 更に、 H C 1等の酸性成分の除去効率を上昇させ得る。
( 3 ) 従来は、 水噴霧式のスプレーノズルを用いた際の未蒸発水滴 が集塵部のろ布に到達して、 ろ布を濡らしてしまう不具合発生の危 険性があった。 しかし、 該冷却手段を、 冷却媒体を流通させる間接 熱交換器としたことの結果として、 当該危険性を、 回避することが できる。
( 4 )該冷却手段を、 噴霧水滴のザウタ一平均径が 8 0 i m以下また は最大水滴径が 1 6 0 /2 m以卞となる水噴霧式のスプレーノズルと した。 この結果、 微細な水滴が得られ、 冷却温度が 2 0 0 °C以下の 低温であっても、 ごく短い蒸発時間で水滴が完全蒸発し、 もって排 ガスを短時間で冷却することができる。 更に、 未蒸発水滴が集塵部 のろ布に到達して、 ろ布を濡らしてしまうという不具合発生の危険 性を、 回避することができる。
( 5 ) 該冷却手段を、 水の沸点以上の熱水を噴霧するスプレーノズ ルとしたので、 熱水がスプレーノズルの先端から噴霧される際のフ ラッシュ蒸発作用等により、 瞬時に微細な水滴が得られる。従って、 冷却温度が 2 0 0 °C以下の低温であっても、 ごく短い蒸発時間で水 滴が完全蒸発し、 もって排ガスを短時間で冷却することができる。 更に、 未蒸発水滴が集塵部のろ布に到達して、 ろ布を濡らしてしま うという、 不具合発生の危険性を回避することができる。
( 6 ) 二流体式のスプレーノズルを採用する際には、 噴霧空気用の コンプレッサーが必要となる。 これに反して、 本発明において、 一 流体式スプレーノズルを用いる場合、該コンプレッサが不要となり、 比較的安価なスプレーノズルで済ますことが可能となる。
( 7 ) 上記熱水を、 温度が 1 4 0 °C以上または圧力が 3 . 5 k g f / c m 2以上で噴霧するので、 より圧力の高い熱水が得られ、排ガス に噴霧する際のフラッシュ蒸発作用を高めることができ、 上記発明 の作用をより確実なものとできる。
( 8 ) 複数のスプレーノズルをバグフィル夕装置本体の外壁の周囲 方向に所定間隔で設置したので、 各々のスプレーノズルの排ガス冷 却負荷、 および塔内空間の蒸発負荷を分散させて均等化することか でき、 より効率の良い排ガス冷却が達成できる。
( 9 ) 集塵部において、 ろ布の集塵灰の払い落としを一定間隔ごと に順次実施する際、 払い落としを実施するろ布に近傍のスプレーノ ズルの水噴霧を、 このろ布の払い落としが完了するまでの間、 一時 的に停止させる操作を行う。 該操作は、 全てのろ布およびスプレー ノズルにつ て、 順次実施させる。 従って、 払い落としの際の危険 性、 即ち、
•落下する集塵灰がスプレーノズルの噴霧部に付着して噴 霧異常を引き起こしてしまう危険性。
-落下する集塵灰が噴霧水滴で濡れて湿り、 灰が装置内に 堆積してしまう危険性。
を未然に回避することかミできる。 更に、 全てのろ布およびスプレ —ノズルについて上記の操作を順次'実施させるので、 全体のろ布の 払い落とし操作を完了しながら、 排ガス冷却を安定して実施できる 作用が得られる。
( 1 0 ) 冷却空間における排ガス滞留時間が 2〜 1 0秒となるよう に冷却空間を構成した。 従って、 上記の各要件を満たすよう.に、 こ の発明の冷却部を備えたバグフィルタ装置を実施すれ 、 冷却部の 冷却空間における排ガス滞留時間、 即ち、 排ガスを冷却するに必要 な時間を 2〜 1 0秒の範囲で設定することができる。 故に、 相対的 に小さい容量のバグフィルタ装置となし得る。
(実施形態 2 )
図 1 2 ( a ) , ( b ) は、 本発明における実施形態 2の模式図およ びその断面図である。 図に示すように、 集塵部を備えた排ガス減 温塔 2 0 1は、 内筒 2 0 2と外筒 2 0 3の二重筒によって構成され ている。 そして、 排ガス導入ダクト 2 0 5は、 外筒 2 0 3円周の接 線方向に設けられる。該排ガス導入ダク トから導入された排ガスに、 外筒 2 0 3と内筒 2 0 2の間の環状空間内において旋回流を生じさ せ、 そして、 排ガス中のばいじんを慣性力により集塵する。 （集塵部 2 0 4は、 外筒 2 0 3と内筒 2 0 2により構成される。） また、 ばい じんが除去された後の排ガスを内筒 2 0 2内へ導入して該排ガスを 冷却する冷却手段 2 0 7と冷却空間 2 0 8 (冷却手段 2 0 7と冷却 空間 2 0 8は模式的に示してある） からなる冷却部 2 0 6を、 内筒 2 0 2内に構成した。 なお、 2 0 9は冷却手段 2 0 7の上部に設置 した排ガス排出ダク ト、 2 1 0はダスト排出部である。
上記のように構成した集塵部 2 0 4を備えた排ガス減温塔 2 0 1 を、 更に、 詳細に以下にのべる。
外筒 2 0 3 (または排ガス減温塔本体 3 a ) の上部円周の接線方 向に設置けた排ガス導入ダク ト 2 0 5から搭内部へ導入された排ガ ス （例えば排ガス温度 2 5 0 °C ) は、 外筒 2 0 3と内筒 2 0 2の間 に構成された集塵部 2 0 4の環状空間で旋回流を生じる。この結果、 排ガス中のばいじんが慣性力により壁面に衝突しながら、 下部に落 下し、 ダスト排出部 2 1 0より系外に排出される。 ばいじんが除去 された後の排ガスは、 内筒 2 0 2下部の排ガス流通路を介して内筒 2 0 2内に導入され、 冷却部 2 0 6における排ガスの冷却手段 2 0 7により、 排ガスが冷却空間 2 0 8に滞留する。 該排ガスは、 この . 滞留の間、 別に設置された後段の酸性成分除去装置に適した温度、 例えば 1 8 0 °Cに冷却される。 冷却手段 2 0 7としては、 間接熱交 換手段、 スプレーノズルによる水噴霧手段などが採用される。
このように、 排ガス減温塔 2 0 1を二重筒構造とし、 冷却部 2 0 6である内筒 2 0 2に対して、 内筒 2 0 2と外筒 2 0 3の間の環状 空間を慣性力により集塵する集塵部 2 0 4とした。 従って、 従来、 別に必要としていたサイク口ン等の集塵装置を省略でき、 該集塵装 置に要していた敷地面積を省略できる。 この結果、 大幅な省スぺ一 ス化が眉られ、 排ガス.処理設備のイニシャルコストを、 大幅に低減 し得る。 また、 排ガスを冷却する前に、 集塵部' 2 0 4で予め排ガス 中のばいじん （飛灰、 ダスト） を除去するので、 冷却部 2 0 6で排 ガスを冷却する際に、 排ガス中のばいじんが冷却部 2 0 6の冷却手 段 2 0 7に付着して冷却効率を低下させる不具合や、 ダストが堆積 してしまう不具合を回避することができる。 また、 排ガスの冷却手 段 2 0 7により、 排ガスを 2 0 0 °C以下、 望ましくは、 1 8 0 以 下の温度に冷却すれば、 ダイォキシン発生の抑制を期待できる。 同 時に、 別に設置される後段の酸性成分除去装置における H C L等の 酸性成分の除去効率を向上させ得る。
次に、 図 1 2の集塵部 2 0 4を備えた排ガス減温塔に導入する排 ガスの温度は、 4 0 0 °C以上の排ガスを導入して集塵部 2 0 4で集 '塵し、 冷却部 2 0 7で 2 0 0 °C以下に冷却するように構成すること が望ましい。
このように、 本実施の形態は、 ダイォキシンの発生の原因となる ばいじん （飛灰） を、 ダイォキシンの発生のごく少ない 4 0 0 °C以 上、 さらに望ましくは 4 5 0 °C以上の高温域で予め集塵して除去す るので、 先に述べた効果に加えて、 後段で別に必要となるダイォキ シン除去装置を省略或いは簡略化できる利点が得られる。 更に、 本 実施の形態においては、 上記温度で集塵したばいじん （飛灰） がダ ィォキシンをほとんど含まないので、 該飛灰のダイォキシン処理を しなくて済む場合もある。 さらに、 排ガスを、 冷却部 2 0 6で 2 0 0 °C以下、 さらに望ましくは 1 8 0 °C以下に冷却するので、 ごくわ ずかに排ガス中にばいじんまたはダイォキシンが残留していたとし ても、 ダイォキシンの発生を効率よく抑制し得る。
(実施形態 3 )
図 1 3は本発明における実施形態 3の模式図で、 図 1 2の冷却手 段 2 0 7を、 内筒 2 0 2内に設置され、 冷却媒体を流通させる間接 熱交換器 2 1 1で構成したものである。 なお、 図 1 2と同一部分の 説明は省略する。
冷水、 冷空気その他冷却媒体を冷却管に流通させる間接熱交換器 2 1 1を冷却手段 2 0 7とし、 この冷却手段 2 0 7を内筒 2 0 2の 冷却部 2 0 6に設置し、 間接的に排ガスと熱交換することにより、 排ガスが冷却する。排ガス冷却性能は、 一般に、 冷却管延べ面積（熱 交換有効面積） および.冷却媒体の温度、 種類によって決定される。 この際、 所定の排ガス温度を達成できるように、 これらは適宜設定 される。 排ガスは、 ばいじんを含むので、 間接熱交換器 2 1 1の冷 却管に、 集塵部 2 0 4で除去しきれなかったわずかのばいじんが、 付着する場合がある。 該危険因子を防ぐためには、 必要に応じて定 期点検時に付着灰を取り除くか、 蒸気式または空気式のスートプロ 一装置を設置することにより、 一定時間ごとに付着灰の払い落とし を行ってもよい。
このように、 本実施の形態においては、 実施の形態 2の場合と同 等の効果が得られると共に、 冷却手段 2 0 7として、 冷水、 冷空気、 その他冷却媒体を冷却管内部に流通させる間接熱交換器 2 1 1を用 いて排ガスを冷却するようにした。 従って、 本実施の形態は、 従来 型の水噴霧式のスプレーノズルを用いた際に、 未蒸発水滴が系外の 装置に流出してしまうという危険を回避することができる。
(実施形態 4 )
図 1 4は本発明における実施形態 4の模式図で、 図 1 2の冷却手 段 2 0 7を、 内筒壁に設置され、 噴霧水滴のザウタ一平均径が 8 0 x m以下、 または最大水滴径が 1 6 0 以下となる水噴霧式のス プレーノズル 2 1 2で、 特に、 冷水とともに空気を同時に噴霧する 二流体式スプレーノズルで構成したものである。 なお、 図 1 2と同 一部分には同じ符号を付し、 説明を省略する。
冷水供給管 2 1 3と空気供給管 2 1 4は、 スプレーノズル 2 1 2 に連結され、 冷水と空気はそれぞれ所定噴霧圧で噴霧され、 所定の 排ガス温度の冷却に必要な所定量の水量が噴霧される。図 1 4では、 噴霧水、 噴霧空気の圧力ゲージ、 流量計、 逆止弁などの表記を省略 したが、 これらは適宜設置される。 スプレーノズル 2 1 2は、 噴霧 水滴のザウタ一平均径が 8 0 ^z m以下、 または最大水滴径が 1 6 0 m以下となる噴霧性能を有するものが採用される。 図 1 4ではス プレーノズル 2 1 2を大容量噴霧の 1本のみとしたが、 集塵部 2 0 1を貫通させて内筒 2 0 2下部の円周方向に複数本、 例えば 4本を 等間隔に設置してもよい。：
さて、 噴霧水滴は、 水滴系の大きさに関して分布を持ち、 例えば、 ロジンラムラ一分布、 片対数分布、 ときに正規分布などで近似する ことが可能である。 水滴径の測定は、 レーザードップラー法 （非接 触法） や従来からの液浸法 （直接採取法） によって行うが、 既成の スプレーノズルの場合は、 ザウタ一平均径等の各種性能が表示され ていることが多い。 また、 蒸発は水滴表面でなされるので、 面積に 重みをおいたザウタ一平均径、 すなわち、 面積平均径がしばしば採 用される。 ザウタ一平均径 （面積平均径） は D 32と記載されること が多く、 ∑ ( n d 3) /∑ ( n d 2) で算出される。 ザウタ一平均径 が小さいと、 単位質量当たりの外表面積が大きくなるので、 蒸発速 度が速くなり、 蒸発時間が短くなる。
次に、 最大水滴径は、 液浸法の場合は有限個の調査であるので、 採取した水滴で最も大きい水滴径を採取すればよく、 上記の各種分 布 （重量または体積基準） で近似した場合は、 ふるい上 1 %相当径 を採用すればよい。 水滴径が大きいほど、 蒸発に要する時間が長い ので、 噴霧水滴全体が完全に蒸発するまでの時間の算定は、 しばし ば最大水滴径によってなされる。 すなわち、 最大水滴径が小さいほ ど、 蒸発時間が短くて済み、 排ガス滞留時間を少なくできる。 スプ レ一ノズル 2 1 2による噴霧水滴に関して、 ザウタ一平均径と最大 水滴径は、 1 : 1 . 5〜1 ： 3の範囲にあることが判明しているの で、 ザウタ一平均径と最大水滴径の一方のみが判明すれば、 もう一 方はある程度予測できる。
ここで、 図 1 5は、 最大水滴径と水滴蒸発時間 （水滴系分布、 排 ガス組成等を考慮した一次元流れ場での解析結果） との関係を示す 線図である。 右の縦軸は、 最大水滴径に対しザウタ一平均径が 1 / 2の場合を示す。 同図によると、 最大水滴径またはザウタ一平均径 が小さくなると、 水滴の蒸発時間が短くなることと、 排ガスの冷却 温度が低くなると、 蒸発時間が長くなることを示している。 最大水 滴径が 1 6 0 m (ザウタ一平均径 8 0 m ) のときに、 1 8 0 °C に冷却すると、 水滴蒸発時間は約 2秒、 1 5 0 °Cに冷却すると、 約 3秒必要であることが判明した。 ここで示した水滴蒸発時間は、 排 ガス流れに偏りのない安定場での蒸発時間であるので、 実装置にお ける排ガス冷却に必要な排ガスの滞留時間の算定には、 この値に安 全係数として、 1 . 5〜 3程度乗ずる必要がある。
このように、 本実施形態においては、 実施の形態 2の場合と同等 の'効果が得られると共に、 冷却手段 2 0 7として、 噴霧水滴のザゥ ター平均径が 8 0 以下、 または最大水滴径が 1 6 0 i m以下と なる水噴霧式のスプレーノズル 2 1 2を用いて排ガスを冷却するよ うにしたので、 微細な水滴であるため、 冷却温度が 2 0 0 °C以下の 低温であっても、 ごく短い蒸発時間で水滴が完全に蒸発し、 以て排 ガスを短時間で冷却することができ、 未蒸発水滴が系外の装置に流 出するのを回避することができる。 また、 微細な水滴であるため、 排ガスを急冷できるので、 排ガスにダイォキシンが含まれている場 合であっても、 ダイォキシンの発生をより効果的に抑制できる。
(実施形態 5 )
図 1 6は本発明における実施の形態 5の模式図で、 図 1 2の冷却 · 手段 2 0 7が、 内筒壁に設置され、 水の沸点以上の熱水を噴霧する スプレーノズル 2 1 5で構成したものである。 なお、 図 1 2と同一 部分には同じ符号を付し、 説明を省略する。
付帯施設の高圧蒸気、 または外部過熱手段等により製造した 1 0 0 °C以上の熱水は、 熱水タンク （図示せず） に貯留される。 そして、 熱水供給管 2 1 6を介して、 これに連結した一流体スプレーノズル 2 1 5により冷却空間 2 0 8の排ガス中に噴霧される。 熱水は 1 0 0 °C以上であるが、 蒸発潜熱が大きい。 従って、 該熱水は、 排ガス を冷却することができる。 該熱水は、 1 0 0 °C以上かつ 1 k g f / c m2 の圧力という運転条件において、 ノズル先端で噴霧される際 に、 フラッシュ蒸発作用などにより、 瞬時に微細な水滴が得られる。 該方法により、 排ガス冷却効率が高められる。 なお、 図 1 6では、 熱水の圧力ゲージ、 流量計、 逆止弁な の表記を省略したが、 これ らは適宜設置される。 スプレーノズル 2 1 5の本数は、 排ガス冷却 負荷により異なる。 一例として、 集塵部 2 0 1を貫通させて、 '例え ば、 内筒 2 0 2下部の周回方向に 4本 （図 1 6では 3本を表示） 設 置される。
このように、 本実施形態においては、 実施形態 2の場合と同様の 効果に併せて、 冷却手段 2 0 5として、 水の沸点以上、 すなわち、 1 0 0 °C以上または 1 k g f / c m 2 以上の熱水を噴霧するスプレ 一ノズル 2 1 5を用いて排ガスを冷却するようにした。 従って、 熱 水がスプレ一ノズル 2 1 5の先端から噴霧される際のフラッシュ蒸 発作用などにより、 瞬時に微細な水滴が得られる。 これにより、 冷 却温度が 2 0 0 °C以下の低温であっても、 ごく短い蒸発時間で水滴 が完全蒸発する。その結果、排ガスを短時間で冷却することができ、 未蒸発水滴が系外の装置に流出してしまうことを、 回避することが できる。 また、 微細な水滴は、 排ガスを急冷できるので、 排ガスに ダイォキシンが含まれている場合であっても、 ダイォキシンの発生 をより効果的に抑制できる。 また、 本実施の形態は、 一流体式スプ レ一ノズル 2 1 5を用いるので、 二流体式のスプレーノズルを採用 する際に伴う、 噴霧空気用のコンプレッサが不要となる。 そして、 比較的安価なスプレーノズルで済ますことが可能となる。 次に、 図 1 6で冷却空間 2 0 8に噴霧する熱水 （実施形態 2に記 載の熱水） は、 温度が 1 4 0 °C以上または圧力が 3 . 5 k g f / c m2 以上であることが望ましい。
ここで、 図 1 7は、 一流体式スプレーノズル 2 1 5を用いて、 冷 水 （常温） と熱水 （水の沸点以上） の噴霧水滴径を比較した線図で める。
これによると、 熱水は冷水の噴霧水滴ザウタ一平均径の半分以下 と小さく、 熱水を噴霧するとより微細な水滴が得られることが判明 した。 さらに、 熱水の噴射圧力を 3 . 5 k g f Z c m 2 とすると、 熱水温度は、 ほぼ 1 4 0 °Cとなり、 ザウタ一平均径 1 0 0 m以下 の水滴が得られることが判明した。 すなわち、 微細な水滴を安定し て得るために、 熱水を製造または貯留する熱水タンク .（図示せず） の圧力および噴射圧力は、 3 . 5 k g f / c m2以上 （温度 1 4 0 以上） であることが望ましい。
このように、 噴霧する熱水を 1 4 0 °C以上または 3 . 5 k g f / c m2 以上とすれば、 より圧力の高い熱水が得られ、 排ガスに噴霧 する際のフラッシュ蒸発作用を高めることができる。 その結果、 実 施の形態 4の効果が、 より確実なものとなる。 噴霧する熱水を、 1 4 0 °C未満または 3 . 5 k g f Z c m2 未満とすると、 例えば、 熱 水噴霧手段として公知のスプレーノズルを採用する際に、 十分な圧 力が得られない恐れがある。 このため、 所望の噴霧水量が得られな いという不具合を生じることもある。 更に、 熱水噴霧手段に熱水を 供給する流路などにおいて、 放熱が生じた場合に、 熱水の十分な霧 化が得られにくくなるおそれがある。 従って、 積極的に奨励できる 条件ではないけれども、 もちろん、 水の沸点以上、 すなわち、 1 0 0 °C以上または 1 k g f Z c m2以上であれば、 効果の程度がやや 低いのみである。 (実施形態 6 )
実施形態 2〜 5において、 集塵部 2 0 4を備えた排'ガス減温塔 2 0 1は、 冷却空間 2 0 8における排ガス滞留時間が 2〜 1 0秒とな るように、 冷却空間 2 0 8を構成することが好ましい。
実施の形態 3〜 5に記載の各要件を満たすように、 集塵部 2 0 4 を備えた排ガス減温塔 2 0 1を実施すれば、 冷却部 2 0 6の冷却空 間 2 0 8における排ガス滞留時間、 すなわち、 排ガスを冷却するの に必要な時間を 2〜 1 0秒の範囲で設定することができ、 以て、 相 対的に小さい容量の排ガス減温塔となすことができる。
排ガス滞留時間を 2秒未満とすることは、 上 Ϊ3各種冷却手段 2 0 7による冷却効果が十分に得られないこと、 また、 スプレーノズル で水噴霧する際は、 未蒸発水滴の発生の恐れがあるという理由によ り、 好ましくない。 排ガス滞留時間が 1 0秒を超えると、 排ガス冷 却空間 2 0 8の容量が大きくなつて、 排ガス減温搭 2 0 1が必要以 上に大き なってしまう。 このため、 本発明のコンパク ト化の効果 が相対的に小さくなるので好ましくない。 但し、 敷地にゆとりがあ る場合は、 必ずしも、 排ガス滞留時間は、 1 0秒を上限とするもの ではない。 また、 排ガズ滞留時間の設定、 すなわち、 冷却空間 2 0 8の容量の設定は、 排ガスの冷却温度にも影響されるので、 より低 温に冷却する場合は、 2〜 1 0秒の範囲という、 より長い排ガス滞 留時間を設定するのが好ましい。
以上のとおり、 図 1 2〜図 1 7を用いて本発明の内、 幾つかの実 施形態を説明したが、 補足事項を以下に述べる。
本実施形態の排ガス減温塔 2 0 1の集塵部 2 0 4は、 排ガス導入 ダク ト 2 0 5を円周接線方向に 1つのみ設けた場合を示したが、 対 向する位置に設置して 2つとしてもよい。 即ち、 慣性力集塵を行う ための旋回流が、 集塵部 2 0 4で形成される構成であればよい。 ま た、 集塵部 2 0 4の排ガス導入部に、 ガイ ドべ一ンゃ分散板などを 設置してもよい。 さらに、 集塵部 2 0 4の外筒内壁に付着したばい じん （ダスト、 飛灰） を払い落とすために、 ノッカーやバイブレー 夕を外筒壁に設置してもよい。
本実施形態の冷却部 2 0 6に設置するスプレーノズルは、冷水（常 温水） を噴霧する場合、 空気を同時に噴霧する二流体ノズルとした。 しかしながら、 噴霧水の圧力を 1 0 k g f Z c m2 以上の高圧にす るなど考慮すれば、 微細水滴が得られるので、 一流体スプレーノズ ルを用いてもよい。' また、 熱水を噴霧する場合、 一流体ノズルとし たが、 熱水と空気を同時に噴霧する二流体ノズルを用いてもよく、 一流体ノズルを使用する場合と同等以上に微細な水滴が得られる。 また、 本実施形態の冷却部 2 0 6に設置するスプレーノズルは、 ノズルの耐久性を確保するために、 ノズルの外周に保護管を取り付 けてもよいし、ノズルと保護管の間からパージエア一を噴射するか、 単にノズルの外周または近傍からパージエアーを噴射して、 ノズル へのダスト （ばいじん） 堆積を回避するようにしてもよい。 スプレ 一ノズルによる水または熱水の噴霧量は、 所定の排ガス冷却温度と なるように、 集塵部 2 0 4出口の温度を監視してフィードバック制 御などを用いて制御されるが、 フィ一ドフォワード制御や組み合わ せ制御を用いてもよい。 また、 排ガス中の酸性成分およびダイォキ シンを除去するために、 消石灰、 苛性ソ一ダなどの中和剤や活性炭 を噴霧水に溶解、 添加、 懸濁させて、 スプレーノズルにより噴霧し てもよい。
本発明で述べた排ガスに含まれる有機ハロゲン化合物とは、 厚生 省により清掃工場へのガイ ドラインが毒性換算値により指定されて いるダイォキシン類および、 ダイォキシン類の前駆物質、 関連物質 と称されるクロ口ベンゼン、 クロロフエノ一ル、 P C Bなどや、 塩 素以外のハロゲン元素で一部が置換されたこれらの化合物の総称で ある。 さらに、 ダイォキシン類とは、 ポリジベンゾパラジオキシン とポリジべンゾフランの総称であって、 通常毒性換算濃度によって 評価されるものである。
本発明においては、 上記の有機ハロゲン化合物やダイォキシン類 を単にダイォキシンと略記している場合があることを付け加えてお <。 以上の説明から明らかなように、 本実施形態は、 ばいじんを含む 排ガスを集塵し冷却する排ガス減温塔であって、該排ガス減温塔は、 内筒と外筒の二重筒によって構成される。 そして、 本実施態様は、 排ガス導入ダクトを外筒円周の接線方向に設け、 外筒と内筒の間に 排ガスを旋回させて、 排ガス中のばいじんを慣性力により集塵する 集塵部を形成する。 さらに、 内筒内にばいじんが除去された排ガス を導入して排ガスを冷却する冷却手段と冷却空間からなる冷却部を 設けた。 これにより、 従来、 別に必要としていたサイクロン等の集 塵装置が省略でき、 集塵装置に要していた敷地面積も、 また、 省略 できるため、 大幅な省スペース化が図れる。 そして、 排ガス処理設 備のイニシャルコストを大幅に低減できる。
また、 排ガスを冷却する前に、 集塵部で予め排ガス中のばいじん (飛灰、 ダスト） を除去するので、 冷却部で排ガスを冷却する際に、 排ガス中のばいじんが冷却部の冷却手段に付着して冷却効率を低下 させる不具合や、 ダストが堆積してしまう不具合を回避することが できる。 また、 排ガスの冷却手段により、 排ガスを 2 0 0 °C以下、 望ましくは、 1 8 0 °C以下の温度に冷却すれば、 ダイォキシンの発 生を抑制できるとともに、 別に設置される後段の酸性成分除去装置 における H C L等の酸性成分の除去効率を向上させることができる。 また、 本実施形態は、 上記排ガス減温塔を用いて、 4 0 0 °C以上 の排ガスを導入して集塵部において集塵し、 冷却部において、 2 0
0 °C以下に冷却するように構成した。 すなわち、 ダイォキシンの発 生の原因となるばいじん （飛灰） を、 ダイォキシンの発生のごく少 ない 4 0 0 °C以上、 さらに望ましくは 4 5 0 °C以上の高温域で予め 集塵して除去するので、 後段で別に必要となるダイォキシン除去装 置を省略或いは簡略化できる利点がある。 更に、 上記温度で集塵し たばいじん （飛灰） はダイォキシンをほとんど含まないので、 該飛 灰のダイ''ォキシン処理をしなくて済む、 或いは簡便な処理ですむと いう利点が得られる。 更に、 冷却部において、 2 0 0 °C以下、 さら に望ましくは 1 8 0 °C以下に冷却するので、 ごくわずかに排ガス中 にばいじんまたはダイォキシンが残留していたとしても、 ダイォキ. シンの発生を効率よく抑制するこ,とができる。
更に、 本実施形態は、 冷却手段を、 冷却媒体を流通させる間接熱 交換器で構成したので、 排ガスを冷却する際に、 従来型の水噴霧式 のスプレーノズルを用いた際の未蒸発水滴が、 系外の装置に流出し てしまうのを回避することができる。
また、 本実施形態は、 冷却手段を、 噴霧水滴のザウタ一平均径が 8 0 i m以下、 または最大水滴径が 1 6 0 m以下となる水噴霧式 のスプレーノズルで構成した。 従って、 排ガスを冷却する際に、 噴 霧される水は、 微細な水滴であるため、 冷却温度が 2 0 0 °C以下の 低温であっても、 ごく短い蒸発時間.で水滴が完全に蒸発する。 この 結果、 排ガスを短時間で冷却することができ、 未蒸発水滴が系外の 装置に流出してしまうのを回避することができる。 また、 微細な水 滴であるため、 排ガスを急冷できるので、 排ガスにダイォキシンが 含まれている場合であっても、 ダイォキシンの発生をより効果的に 抑制できる。
更に、 本実施形態は、 冷却手段を、 水の沸点以上の熱水を噴霧す るスプレーノズルで構成したので、 排ガスを冷却する際に、 熱水が スプレーノズルの先端から噴霧される際のフラッシュ蒸発作用など により、 瞬時に微細な水滴が得られる。 冷却温度が 2 0 0 °C以下の 低温であっても、 ごく短い蒸発時間において、 水滴が完全蒸発する。 この結果、 排ガスを短時間で冷却することができ、 未蒸発水滴が系 外の装置に流出してしまうのを回避することができる。 また、 微細 な水滴であるため、 排ガスを急'冷できるので、 排ガスにダイォキシ ンが含まれている場合であって'も、 ダイォキシンの発生をより効果 的に、 抑制できる。 また、 一流体式スプレーノズルを用いるので、 二流体式のスプレーノズルを採用する際に伴う噴霧空気用のコンプ 'レッサが不要となる。 そして、 比較的安価なスプレーノズルで済ま すことが可能となる。
また、 本実施形態は、 上記の熱水を、 温度が 1 4 0 °C以上、 また は圧力が 3 . 5 k g f Z c m 2以上で噴霧するようにした。 従って、 より圧力の高い熱水が得られ、 排ガスに噴霧する際のフラッシュ蒸 発作用を高めることができ、 上記の効果をより確実なものとするこ とができる。
更に、 本実施形態は、 冷却空間における排ガス滞留時間が 2〜 1 0秒となるように、 冷却空間を構成した。 従って、 上記の各要件を 満たすように、 集塵部を備えた排ガス減温塔を実施すれば、 冷却部 の冷却空間における排ガス滞留時間 （即ち、 排ガスを冷却するのに 必要な時間） を 2〜 1 0秒の範囲において設定することができる。 この結果、 相対的に小さい容量の排ガス減温塔となり得る。

Claims

請求の範囲
1 . 煤塵を含む排ガス冷却集塵装置は、 以下からなる ：
該排ガス冷却集塵装置の下部に接続する排ガス導入ダク ト ； 該排ガス冷却集塵装置の下部に位置し、 該排ガスを冷却する 冷却手段と、 該冷却手段を内包する冷却空間からなる冷却部； 該冷 却部は、 該排ガスの流れ方向に対して、 該排ガス導入ダクトの下流 に位置する ；
該排ガス冷却集塵装置の上部に、 且つ、 該排ガスの流れ方向 に対して、 該冷却部の下流に位置する集塵部； 該集塵部は、 バグフ ィル夕一であって、 該排ガス中に含まれる煤塵を集塵するための複 数のろ布からなる ；
該排ガス冷却集塵装置の上部に接続し、 且つ、 該排ガスの流 れ方向に対して、 該集塵部の下流に位置する接続する排ガス排出ダ ク ト ； 及び、
集塵灰を排出するためのダ ト排出部。
2 . 請求の範囲 1に従う装置において、 該冷却手段は、 該冷却空間 内に設けられた、 冷却媒体を流通させる間接熱交換器からなる。
3 . 請求の範囲 1に従う装置において、 該冷却手段は、 該冷却部の 外壁に設けられた、 少なくとも一つのスプレーノズルからなる。
4 . 請求の範囲 1に従う装置において、 該冷却手段は、 該冷却部の 外壁に所定間隔をあけて設けられる、 複数のスプレーノズルからな る。
5 . 請求の範囲 1に従う装置において、 該集塵部は、 ろ布に堆積し た集塵灰を払い落とすための集塵灰払い落とし手段を備える。
6 . 煤塵を含む排ガスを冷却集塵する方法は、 以下からなる ：
冷却空間内において、 冷却管内部に冷却媒体を流通させ、 冷 却管外部を通過する該排ガスと間接熱交換することにより、 煤塵を 含む排ガスを冷却する工程；
該冷却された排ガスを、 ろ布により集塵し、 集塵灰を捕集す る工程； 及び、
該集塵灰を、 ろ布から払い落とす工程。
7 . 請求の範囲 6に従う方法において、 該排ガスを冷却する工程は、 冷却空間内において、 冷却管内部に冷却媒体を流通させ、 冷却管外 部を通過する該排ガスと間接熱交換することを含む。 _
8 . 請求の範囲 6に従う方法において、 該排ガスを冷却する工程は、 少なくとも一つのスプレーノズルにより、 噴霧水滴のザウタ一平均 径が 8 0 m以下または最大水滴径が 1 6 0 m以下の水を噴霧する ことを含む。
9 . 請求の範囲 6に従う方法において、該排ガスを冷却する工程は、 少なくとも一つのスプレーノズルにより、 水の沸点以上の熱水を噴 霧することを含む。
1 0 . 請求の範囲 6に従う方法において、 該排ガスを冷却する工程 は、 1 4 0 °C以上の温度または 3 . 5 k g f c m2以上の圧力を有 する熱水を噴霧することを含む。
1 1 . 請求の範囲 6に従う方法において、 集塵灰を払い落とす工程 は、 払い落とし手段によって集塵灰の払い落としを一定間隔毎に順 次実施する際、 集塵灰の払い落としを実施するろ布近傍のスプレー ノズルからの水噴霧を、 集塵灰の払い落としが完了するまでの間、 一時的に停止させる操作を、 全てのろ布およびスプレーノズルにつ いて、 順次実施することからなる。
1 2 . 請求の範囲 6に従う方法において、 該排ガスを冷却する工程 は、 冷却空間内での該排ガスの滞留時間が 2秒から 1 0秒の範囲内 となる大きさを有することを含む。
1 3 . 煤塵を含む排ガスを冷却集塵する装置は、 以下からなる ： 内筒と外筒の二重筒によって構成される減温塔； 内筒及び 外筒は、 互いに同心円状に配置される ；
該外筒上部に接続される排ガス導入ダクト ； 該排ガス導入 ダク トは、 該外筒円周の接線方向に設けられる ；
該外筒と該内筒の間に環状空間により構成される集塵部； 内筒下部に位置し、 内筒内に排ガスを導入するための流通 路； 及び、 内筒内に位置し、 該ばいじんが除去された後の排ガスを 冷却するための冷却空間を有する冷却手段。
1 4 . 請求の範囲 1 3に従う装置において、 該冷却手段は、. 該内筒 内に設置され、 且つ、 冷却媒体を流通させる間接熱交換器である。
1 5 . 請求の範囲 1 3に従う装置において、 該冷却手段は、 該内筒 の壁に設置され、 水を噴霧するためのスプレーノズルである。
1 6 . 煤塵を含む排ガスを冷却集塵する方法は、 以下を含む： 該煤塵を含む該排ガスを、 外筒と内筒の二重筒間の環状空間に 旋回させて、 該排ガス中の該煤塵を、 慣性力により集塵する工程； 及び、
該煤塵が除去された該排ガスを導入して、 該排ガスを冷却する 工程；
1 7 . 請求の範囲 1 6に従う方法において、 該集塵する工程は、 該 ばいじんを含む該排ガスを、 4 0 0 °C以上で集塵部に導入し集塵す る。
1 8 . 請求の範囲 1 6に従う方法において、 該冷却する工程は、 該 ばいじんを除去した該排ガスを、 冷却部において、 2 0 0 °C以下に 冷却する。
1 9 . 請求の範囲 1 6に従う方法において、 該冷却する工程は、 噴 霧水滴のザウタ一平均径が 8 0 以下、 または最大水滴径が 1 6 O m以下となるように、 水を噴霧する。
2 0 . 請求の範囲 1 6に従う方法において、 該冷却する工程は、 噴 霧する熱水温度が 1 4 0で以上、 または、 噴霧する熱水圧力が 3 . 5 k g f / c m 2 以上である。
2 1 . 請求の範囲 1 6に従う方法において、 該冷却する工程は、 冷 却空間における該排ガスの滞留時間が 2〜 1 0秒である。
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