【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]
［産業上の利用分野］
本考案はバツグフイルタ用濾布に係り、特にそ
の耐熱使用温度を高めることにより炉排ガス等の
高温の被処理含塵ガスの集塵処理を容易としたバ
ツグフイルタ用濾布に関する。
［従来の技術］
バツグフイルタは、円筒形ないし封筒状の多数
の濾布を設け、この濾布の外側又は内側から被処
理ガスを供給して通過させることにより、被処理
ガス中の粉塵を除去する集塵機であつて、その構
成要素たる濾布の材質や形状、払落し方式、バグ
ハウスの構造および、含塵ガスの流れ方向などに
より、様々な機種がある。
バツグフイルタは、近年めざましく発達し、超
大型機から小型簡易なものまで多量に生産され、
産業界の各分野で汎用されるようになつた。そこ
で、バツグフイルタの生命ともいわれる濾材自身
にもきわめて高品質のものが求められるようにな
つてきた。
バツグフイルタの開発初期においては綿、羊毛
などいわゆる天然繊維を素材とした濾布が主とし
て使用されてきたが、各種の新しい合成繊維が開
発されるに従い、それらの持つ産業資材用繊維と
しての優れた特性は、濾布にも取入れられ、急速
に天然繊維からの転換が進められ、最近では、耐
熱製濾布としてガラス繊維製濾布が使用されるよ
うになつてきている。
［考案が解決しようとする問題点］
しかしながら、ガラス繊維製濾布であつても、
ガラス繊維の耐熱性能上、使用可能温度は二百数
十℃程度までであつて、それよりも高いガスの処
理に用いることができない。
一方、各種炉排ガスは、炉出口における温度が
800〜1000℃と極めて高い温度である。このため、
このような排ガス中の灰分除去手段としてバツグ
フイルタを使用する場合には、排ガスを一旦冷却
塔などに送給して、濾材の耐熱温度以下に冷却す
る必要がある。
このようなことから、従来の濾材では、高温排
ガスの集塵処理に当り、ガス冷却のための操作を
要し、作業性が悪く、処理コストが高くつく上
に、冷却塔等の設備を要し、工業的に不利であつ
た。
［問題点を解決するための手段］
本考案は上記従来の問題点を解決し、高温炉排
ガスの温度にも十分耐え得る、高耐熱性バツグフ
イルタ用濾布を提供するものである。
本考案のバツグフイルタ用濾布は、SiCコーテ
イングを施した炭素繊維よりなる。
［作用］
炭素繊維の酸素存在下での最高使用温度は400
℃程度であるが、本考案により、これにSiCコー
テイングを施すことにより、その耐熱性が大幅に
向上し、1000℃程度の高温までの使用が可能とな
る。
即ち、SiCは、耐熱性、耐熱強度が著しく高い
ため、炭素繊維を保護し、耐熱使用温度を大幅に
向上させることができる。
しかも、SiCは硬度が高く耐摩耗性にも優れる
ため、使用時の濾材とバツグフイルタの濾枠（リ
テイナー）との摩擦にも著しく優れた耐久性が得
られる。更にSiCは化学的に安定で耐食性に優れ
るため、腐食性ガスの処理にも使用することがで
きる。
［実施例］
以下、本考案の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
第１図は本考案のバツグフイルタ用濾布の繊維
構造を示す拡大断面図である。
本考案のバツグフイルタ用濾布は、第１図に示
すような、炭素繊維１にSiCのコーテイング膜２
が形成されてなる繊維で構成されるものである。
基材となる炭素繊維１の繊維径には特に制限は
なく、濾布の使用目的等に応じて適宜決定され
る。一般には炭素繊維１の直径は７〜15μm程度
とされる。
この炭素繊維１を被覆するSiCコーテイング膜
２の厚さについても特に制限はないが、薄過ぎる
とSiCによる耐熱性等の特性の改善効果が十分で
なく、厚過ぎると膜剥離の問題が生じる場合があ
る。従つて、SiCコーテイング膜２の厚さは一般
に0.05〜0.5μm程度とする。
このようなSiCコーテイング膜を有する炭素繊
維で構成される本考案の濾布は、炭素長繊維の織
布、炭素短繊維の不織布、いずれの形態であつて
も良い。また、その網目径、繊維充填率等は、被
処理ガスや要求される集塵率等に応じて適宜決定
される。
このような本考案のバツグフイルタ用濾布は、
予め炭素繊維で所望とする網目より若干大きい網
目を有する濾布基材を作成し、これにSiCコーテ
イングを施すなどの方法により容易に製造するこ
とができる。
SiCコーテイング方法としては特に制限はない
が、緻密で極めて優れた特性を有するコーテイン
グ膜を形成できることから、CVD法を採用する
のが好ましい。
CVD法によるSiCコーテイング膜の形成には、
まず、炭素繊維基材をCVD反応の析出温度域に
加熱する。次いで、加熱された基材の表面に、
CVD反応ガスを供給してCVD反応させ、非材表
面にSiCを析出させる。SiCの析出量は、CVD反
応ガスの供給量又は加熱時間を調節することによ
り容易に調整し得る。
なお、SiCコーテイング膜は、コーテイング膜
を形成するSiC粒子径が小さい程、緻密なコーテ
イング膜となり、耐熱性、耐食性、耐摩耗性に優
れたものとなる。同様に、気孔率は小さい程好ま
しく、また、不純物含有率も低い程SiCの良好な
特性が発揮され、優れたコーテイング膜となる。
このようなことから、本考案において、形成さ
れるSiC被覆層は、その構成SiC粒子径が0.5μm以
下、気孔率が0.5％以下であるものが好ましい。
また、不純物としてはFeが5ppm以下、Naが
2ppm以下、Caが5ppm以下であることが好まし
い。
なお、SiCは、CH3SiCl3又はSiCl4／CH4等の
CVD原料ガスのCVD反応により、
熱分解、例えば
CH3SiCl3→SiC＋3HCl
あるいは
金属ハロゲン化物の還元、例えば
SiCl4＋CH4→SiC＋4HCl
なる反応で析出する。
その他のCVD原料ガスとしては次のものが挙
げられる。
SiH4／CH4
SiH4／C2H4
SiH4／C3H8
SiCl4／CCl4
SiCl4／C3H8
（CH3）2SiCl2
以下、実験例について説明する。
実験例 １
繊維径10μmの炭素繊維を密閉容器に入れ、外
部加熱方式により1300℃に加熱した。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to a filter cloth for bag filters, and in particular to a filter cloth for bag filters that facilitates the collection of high-temperature dust-containing gases such as furnace exhaust gas by increasing its heat-resistant operating temperature. . [Prior Art] A bag filter is provided with a large number of cylindrical or envelope-shaped filter cloths, and removes dust from the gas to be treated by supplying the gas to be treated from the outside or inside of the filter cloths and allowing the gas to pass through. There are various types of dust collectors depending on the material and shape of the filter cloth, which is a component of the dust collector, the dust removal method, the structure of the baghouse, the flow direction of the dust-containing gas, etc. Batug filters have developed rapidly in recent years, and are now produced in large quantities ranging from super large machines to small and simple ones.
It has come to be widely used in various fields of industry. Therefore, the filter material itself, which is the lifeblood of a filter, is now required to be of extremely high quality. In the early stages of development of filter filters, filter cloths made from so-called natural fibers such as cotton and wool were mainly used, but as various new synthetic fibers were developed, their excellent properties as fibers for industrial materials were improved. has been incorporated into filter cloths, and there has been a rapid shift from natural fibers, and recently, glass fiber filter cloths have come to be used as heat-resistant filter cloths. [Problems to be solved by the invention] However, even with a glass fiber filter cloth,
Due to the heat resistance of glass fibers, the usable temperature is up to about 200 degrees Celsius, and it cannot be used to treat gases higher than that. On the other hand, the temperature of various furnace exhaust gases at the furnace outlet is
The temperature is extremely high at 800-1000℃. For this reason,
When a bag filter is used as a means for removing ash from the exhaust gas, the exhaust gas must be once sent to a cooling tower or the like to be cooled to a temperature below the heat resistance temperature of the filter medium. For these reasons, conventional filter media require operations to cool the gas when collecting dust from high-temperature exhaust gas, resulting in poor workability, high processing costs, and the need for equipment such as cooling towers. However, it was industrially disadvantageous. [Means for Solving the Problems] The present invention solves the above-mentioned conventional problems and provides a highly heat-resistant bag filter cloth that can sufficiently withstand the temperature of high-temperature furnace exhaust gas. The bag filter cloth of the present invention is made of carbon fiber coated with SiC. [Function] The maximum operating temperature of carbon fiber in the presence of oxygen is 400°C.
℃, but by applying a SiC coating to it according to the present invention, its heat resistance is greatly improved, making it possible to use it at temperatures as high as 1000℃. That is, SiC has extremely high heat resistance and heat-resistant strength, so it can protect carbon fibers and greatly improve the heat-resistant operating temperature. In addition, SiC has high hardness and excellent wear resistance, so it has excellent durability against friction between the filter medium and the filter frame (retainer) of the bag filter during use. Furthermore, SiC is chemically stable and has excellent corrosion resistance, so it can be used to treat corrosive gases. [Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged sectional view showing the fiber structure of the bag filter cloth of the present invention. The bag filter cloth of the present invention consists of carbon fiber 1 and SiC coating film 2 as shown in Fig. 1.
It is composed of fibers formed by The fiber diameter of the carbon fiber 1 serving as the base material is not particularly limited, and is appropriately determined depending on the intended use of the filter cloth. Generally, the diameter of the carbon fiber 1 is about 7 to 15 μm. There is no particular limit to the thickness of the SiC coating film 2 that covers the carbon fibers 1, but if it is too thin, the improvement effect of SiC on properties such as heat resistance may not be sufficient, and if it is too thick, the problem of film peeling may occur. There is. Therefore, the thickness of the SiC coating film 2 is generally about 0.05 to 0.5 μm. The filter cloth of the present invention made of carbon fibers having such a SiC coating film may be in any form, such as a woven fabric made of long carbon fibers or a nonwoven fabric made of short carbon fibers. Further, the mesh diameter, fiber filling rate, etc. are appropriately determined depending on the gas to be treated, the required dust collection rate, etc. The filter cloth for the bag filter of this invention is as follows:
It can be easily manufactured by a method such as preparing a filter cloth base material having a mesh slightly larger than the desired mesh in advance from carbon fiber and applying SiC coating to this. Although there are no particular restrictions on the SiC coating method, it is preferable to use the CVD method because it can form a dense coating film with extremely excellent properties. For forming SiC coating film by CVD method,
First, the carbon fiber base material is heated to a precipitation temperature range for CVD reaction. Next, on the surface of the heated base material,
A CVD reaction gas is supplied to cause a CVD reaction, and SiC is deposited on the non-material surface. The amount of SiC deposited can be easily adjusted by adjusting the supply amount or heating time of the CVD reaction gas. Note that the smaller the SiC particle size forming the coating film, the denser the SiC coating film becomes, and the better the heat resistance, corrosion resistance, and abrasion resistance. Similarly, the smaller the porosity, the better, and the lower the impurity content, the better the characteristics of SiC will be exhibited, resulting in an excellent coating film. For this reason, in the present invention, it is preferable that the SiC coating layer formed has a constituent SiC particle diameter of 0.5 μm or less and a porosity of 0.5% or less.
In addition, as impurities, Fe is less than 5ppm and Na is less than 5ppm.
It is preferable that Ca is 2 ppm or less, and Ca is 5 ppm or less. Note that SiC is CH 3 SiCl 3 or SiCl 4 /CH 4 etc.
By the CVD reaction of the CVD raw material gas, it is deposited by thermal decomposition, for example, CH 3 SiCl 3 →SiC+3HCl, or reduction of metal halide, for example, by the reaction of SiCl 4 +CH 4 →SiC+4HCl. Other CVD source gases include the following: SiH 4 /CH 4 SiH 4 /C 2 H 4 SiH 4 /C 3 H 8 SiCl 4 /CCl 4 SiCl 4 /C 3 H 8 (CH 3 ) 2 SiCl 2Experimental examples will be described below. Experimental Example 1 Carbon fibers with a fiber diameter of 10 μm were placed in a sealed container and heated to 1300° C. using an external heating method.
【表】
第１表より、SiCコーテイング炭素繊維で構成
された本考案のバツグフイルタ用濾布は、1000℃
における高温でも使用可能であることが明らかで
ある。
［考案の効果］
以上詳述した通り、本考案のバツグフイルタ用
濾布は、SiCコーテイングを施した炭素繊維より
なるものであつて、著しく耐熱性に優れ、約1000
℃においても使用可能であることから、高温炉排
ガス等の高温の被処理ガスであつても、冷却する
ことなくそのままバツグフイルタに導入して処理
することができる。
従つて、本考案のバツグフイルタ用濾布によれ
ば、冷却工程、冷却塔が不要となり、処理コス
ト、設備コストが大幅に低減される。
しかも、SiCの優れた耐摩耗性、耐食性によ
り、濾枠との摩擦による摩耗も防止され、また腐
食性ガスの処理も可能とされ、濾布の耐久性は大
幅に向上される。[Table] From Table 1, the filter cloth for baggage filters of the present invention made of SiC coated carbon fiber can be heated to 1000℃.
It is clear that it can be used even at high temperatures. [Effects of the invention] As detailed above, the bag filter cloth of the present invention is made of carbon fiber coated with SiC and has excellent heat resistance, with a
Since it can be used even at temperatures as high as 0.degree. C., even high-temperature gases to be treated, such as high-temperature furnace exhaust gas, can be directly introduced into the bag filter and treated without being cooled. Therefore, according to the bag filter cloth of the present invention, a cooling process and a cooling tower are not necessary, and processing costs and equipment costs are significantly reduced. Moreover, SiC's excellent abrasion and corrosion resistance prevents wear caused by friction with the filter frame, and also enables processing of corrosive gases, greatly improving the durability of the filter cloth.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本考案のバツグフイルタ用濾布の繊維
構成を示す拡大断面図である。
１……炭素繊維、２……SiCコーテイング。
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing the fiber structure of the bag filter cloth of the present invention. 1...Carbon fiber, 2...SiC coating.