JPH0631123A - 濾過モジュール - Google Patents

濾過モジュール

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JPH0631123A
JPH0631123A JP5136963A JP13696393A JPH0631123A JP H0631123 A JPH0631123 A JP H0631123A JP 5136963 A JP5136963 A JP 5136963A JP 13696393 A JP13696393 A JP 13696393A JP H0631123 A JPH0631123 A JP H0631123A
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carrier fluid
sink
cone
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JP5136963A
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Phillip Edward Unger
フイリツプ・エドワード・アンガー
Hendrik Arien Dirkse
ハンドリク・アリエン・デイルクセ
Petrus Jacobus Adrianus Tijm
ペトラス・ヤコバス・アドリアナス・タイヤム
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2407Filter candles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0002Casings; Housings; Frame constructions
    • B01D46/0005Mounting of filtering elements within casings, housings or frames
    • B01D46/0009Tray-like arrangements of filters in a vessel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/82Gas withdrawal means
    • C10J3/84Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/02Dust removal
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 下層における流体の流れへの固形物再連行を
避ける段重ね層からの固体の排出の提供 【構成】 その中で、連行された固体がキャリア流体か
ら、(セラミック)キャンドルによる濾過により除去さ
れる濾過モジュールである。そのフイルタ設計は、フイ
ルタの複数の層または『積み重ね』およびアッシュとい
流しを集中・集合させるための積み重ね円錐アッシュと
い流しシステムを含むものである。積み重ね層からの固
体の排出は、下側層におけるガス流れへの固体の再連行
を避ける。固体の再連行は、追加的な下側表面積の効率
を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、予め定めた最小サイズ
の粒状物質を、例えば(部分)燃焼プロセスにより生じ
たキャリア流体から濾去するための、多数の別々の垂直
に段重ねされたフイルタ組立体を含む装置に係る。より
特定的には、本発明は、石炭ガス化に応用されるような
高圧高温フイルタ装置の設計に係るもので、そこでは灰
のような連行固体が、製造された合成ガスから、約10
0〜800℃の温度のセラミック・キャンドルを用いる
濾過により除去され、また石油ガス化に応用されて、乾
燥煤が、約60バール迄の圧力でセラミック・キャンド
ルを用いる濾過により除去されるものである。
【0002】
【従来の技術】燃焼またはその他のかようなプロセスに
より生じた煙道ガスから粒状物質を分離する公知の方法
は、共通支持板、またはしばしば呼ばれているようなチ
ューブ・シートにより互いに並列の関係で支持された、
多数のフイルタ・チューブを含むことのある多孔質フイ
ルタ要素を利用するものである。煙道ガスは一般に、例
えば150℃と非常に熱く、典型的に大気圧にある。こ
れらの条件の下で、フイルタ・チューブは典型的には、
ポリエステル、アクリルまたはガラスで作られる。加圧
流動床燃焼に関して、得られたガスは、大気圧の5から
15倍の圧力で900℃にも達するが、その場合、フイ
ルタ・チューブは多孔質セラミックまたは剛体の焼結多
孔質ステンレス鋼で作られる。異なるチューブにより捕
らえられる粒子は、そのサイズにおいて、0.2ミクロ
ンから20ミクロンで変化し、全重量でガスの全重量1
000あたり10部まで、またはそれ以上になる。フイ
ルタ要素上の塵の堆積が2または3mmまで増大する
と、圧力低下が定常的に上がり、その要素はチューブの
震動、ガスの逆流、またはフイルタ・チューブを通じる
高圧ガス・パルスの印加により清掃しなければならな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した型の多数の小
さな個別フイルタ・チューブを含む任意の工業用フイル
タ組立体の設計における一般的困難は、かような要素を
単一の容器内に適切且つ都合良く組み込むことにある。
かような容器は、何百と言うチューブを含むことを要す
ることがあり、また粒子を含む流体(ガスまたは液体で
あり得る)は容器に、個別フイルタ・チューブの回りに
充分分布するように入らなければならない。更に、各フ
イルタ・チューブは、上記した方法の任意の一つまたは
その他の適当な方法で清掃しなければならず、これらの
チューブから清掃された粒状物質は、集められ結局容器
から除去しなければならない。濾過された流体は、都合
良い位置で容器から導き出されなければならない。これ
らの要件の全ては、多くの機械的、熱的および空動力学
的圧迫を、フイルタリング装置全体の設計および製造に
課すものである。これまで、フイルタ・チューブを利用
した典型的な装置は、フイルタ・チューブを垂直にぶら
下げるやり方で支持するための単一のプレートまたはチ
ューブ・シートを含む主容器を含んでいた。装置のこの
特定の型は、多数の欠点を有するものであった。第一
に、そのフイルタ面積を増大させ得る唯一の道が、より
多くのフイルタ・チューブを支持するため、チューブ・
シートの直径を拡げることのみであると言うことであ
る。これは、すぐに実用上の機械的限界に達する。
【0004】チューブ・シートは一般にその周縁でのみ
支持されているので、増大する重量の結果、その中心部
で弛みやすく、結局は経済的に禁止的となる弛みを防ぐ
ため充分に厚くしなければならない。進歩した合金のチ
ューブ・シートでさえ、高温でのこの問題を克服するこ
とはできない。この問題を解決するため中心支持体を用
いることも、比較的高温による、異なる膨張・収縮に関
連する問題の故に、また非実用的である。そうする事が
経済的に正当化出来ると仮定して、この問題を解決出来
たとしても、多数のフイルタ・チューブを収容するため
のチューブ・シートのサイズの増大に関連するその他の
欠点がある。例えば、チューブ・シートのサイズの増大
に伴い、全体装置の形がしやがんだものとなり、結局、
船舶、鉄道又は道路輸送に不適当なものとなる。また、
チューブ・シートのサイズの増大に伴い、収容容器自体
を、チューブ・シートを収容・支持し、内部圧力に耐え
るようにするため、その直径ばかりでなく厚みにおいて
も大きくしなければならなくなる。明らかに、充分に大
きな容器を備えることは、極めて高価なものとなり、経
済的に禁止的である。
【0005】そのフイルタリング・チューブの長さを増
大させて、上述した型の装置のフイルタリング容量を増
大させることは可能であるが、これも勿論それ自体限界
がある。更に、幾らかの寧ろ魅力的な新しく進歩したセ
ラミックのフイルタ・チューブも入手可能となったが、
約1.5mよりは長くできない。かように、上記した型
の装置のフイルタリング容量を拡張するために、これら
の特定のフイルタ・チューブを採用することは、チュー
ブ・シートの直径の拡大を要求し、それ故上記した問題
に帰着する。
【0006】更に、比較的熱く、寧ろ加圧された環境に
おける燃焼またはその他のかようなプロセスにより生じ
た煙道ガスから予め定めた最小サイズの粒状物質を濾別
するため装置を適用することはすでに公知であり、前記
装置は、それを通じて粒状物を含む煙道ガス(又は、他
のかように濾過されるキャリア流体)が区画に入るため
通過出来る入口手段を有する内部区画を定める主収容容
器を含んでいる。この容器はまた、それを通じてキャリ
ア流体が一旦濾過された後、その区画を去るため通過出
来る別の出口手段も含んでいる。複数のフイルタ組立体
が、容器の区画内に配置されており、互いに、また収容
容器自体と間隔を隔てた関係で、これも容器の区画内に
配置された単一の支持チューブにより支持されている。
この好ましくは垂直方向に延びるチューブは、フイルタ
組立体を支持するための唯一の手段として役立ち、同時
に、これらの組立体および容器の出口手段と協力して、
濾過された流体を、その出口手段を通じて容器の外に向
けるための排出管として役立つものとなる。しかしなが
ら、公知の装置は、技術的なスケールアップの問題およ
び大規模構成に関する問題領域を有するものである。更
に、装置の効率を低下させる固形物再連行の危険もあ
る。本発明は、これらの問題を解決し、下層における流
体の流れへの固形物再連行を避ける段重ね層からの固体
の排出を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】それ故、本発明は、予め
定めた最小サイズの粒状物質を、(部分)燃焼プロセス
により生じたキャリア流体から濾去するための装置であ
って; a)粒状キャリア流体が通過できる複数の入口手段、お
よび、前記キャリア流体が一旦濾過されて通過できる複
数の別々の出口手段を備えた長手の容器; b)粒状物が前記容器を去るために通過できる出口手
段; c)垂直に隔てられた複数のフイルタ組立体;そこで、
前記フイルタ組立体は、前記容器に載置されたチューブ
シートにより、区画が形成されるように、保持されてい
る;および前記粒状物のとい流し(sluicing)を、集中
・集合させるための段重ね円錐とい流しシステムを含む
装置、を提供する。
【0008】
【実施例】本発明は、以下添付図面の実施例を参照し
て、より詳細に説明されるが、図1は、本発明の三段重
ね濾過モジュールの概念的略図であり、図2は、図1の
詳細を表すものである。図1を参照すると、それを通じ
て固体を含む流体が通過する、複数の『汚い』ガス入口
(2a、2b、2c)および、それを通じて濾過済の流
体が通過出来る『清浄な』ガス出口(3a、3b、3
c)を含む長手容器1が示されている。容器1は、その
目的のために適当な任意の方法で、それぞれ、その目的
のために適当な任意の方法で、複数のフイルタ・チュー
ブ6を支持する複数のチューブシート(4a、4b、4
c)を含んでいる。この様にして区画された容器が形成
される。
【0009】フイルタ・チューブ6として、セラミック
・フイルタ・キャンドルが適用されることが有利であ
る。本発明の他の有利な具体例では、フイルタ・キャン
ドルとして焼結金属キャンドルが適用される。容器1
は、その底部に固体排出手段7が設けられており、それ
は固体のそれ以上の処理のため適当な任意の手段(明瞭
さのため図示していない)に接続されている。更に、容
器1は、固体のとい流しを、集中し実現するための段積
み円錐固体とい流しシステムを含むものである。このシ
ステムは、チューブシート(4b、4c)および容器1
の壁に取りつけられ、且つその各々が下側の円錐に排出
する実質的に垂直のとい流しダクトAに機械的に接続さ
れた複数のとい流し円錐(8a、8b)を含むものであ
る。最下側の円錐(8c)は、固体排出手段7に接続さ
れている。
【0010】図2は、チューブシート4c、次に上側の
段重ねからの接続ダクトAおよび、とい流し円錐8bの
配列をより詳細に示すものである。図1には、明瞭さの
理由により3個のチューブシート、3個のとい流し円
錐、3個のガス入口および3個のガス出口しか示してい
ない。しかしながら、その目的のために適当な任意の数
のチューブシート、とい流し円錐、ガス入口およびガス
出口を利用可能であることは理解されるであろう。更
に、任意の適当な数、形状および材料のフイルタも使用
出来る。
【0011】
【発明の効果】本発明は、次の設計に言及してのみ例示
説明される: 設計基準 フイルタ・メデイア :セラミック・キャンドル フイルタ寸法 :外径 6cm × 長さ 1.5 m 最大充填密度 :1キャンドル/0.125m2 チューブシート面積 清浄充満高さ :0.5m とい流し円錐角 :15度(半角)、30度(全角)二段重ね 要素番号 :912 チューブシート外径 :2.9 m 容器全高 :16.9 m三段重ね 要素番号 :912 チューブシート外径 :2.4 m 容器全高 :22.3 m容器壁厚み 圧力 :26 バール 温度 :約120℃ 容器材料 :炭素鋼二段重ね 容器壁厚み :100mm 容器重量 :131トン三段重ね 容器壁厚み :83mm 容器重量 :116トン
【0012】本発明の種々の改良・変形は、前述の記載
から当該技術に熟達した者に明らかとなるであろう。か
ような改良・変形は、添付の特許請求の範囲内に入るこ
とを意図されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の三段重ね濾過モジュールの概念的略
図である。
【図2】 図1の詳細を表す図である。
【符号の説明】
1 容器 2a、2b、2c ガス入口 3a、3b、3c ガス出口 4a、4b、4c チューブシート 6 フイルタ・チューブ 7 固体排出手段 8a、8b、8c とい流し円錐 A 垂直のとい流しダクト
フロントページの続き (72)発明者 フイリツプ・エドワード・アンガー オランダ国 2596 エイチ・アール、 ハ ーグ、カレル・ウアン・ビラントラーン 30 (72)発明者 ハンドリク・アリエン・デイルクセ オランダ国 2596 エイチ・アール、 ハ ーグ、カレル・ウアン・ビラントラーン 30 (72)発明者 ペトラス・ヤコバス・アドリアナス・タイ ヤム オランダ国 2596 エイチ・アール、 ハ ーグ、カレル・ウアン・ビラントラーン 30

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め定めた最小サイズの粒状物質を、
    (部分)燃焼プロセスにより生じたキャリア流体から濾
    去するための装置であって; a)粒状キャリア流体が通過できる複数の入口手段、お
    よび、前記キャリア流体が一旦濾過されて通過できる複
    数の別々の出口手段を備えた長手の容器; b)粒状物が前記容器を去るために通過できる出口手
    段; c)垂直に隔てられた複数のフイルタ組立体;そこで、
    前記フイルタ組立体は、前記容器に載置されたチューブ
    シートにより、区画を形成するように、保持されてい
    る;および前記粒状物のとい流しを、集中・集合させる
    ための段重ね円錐とい流しシステムを含む装置。
  2. 【請求項2】 前記段重ね円錐とい流しシステムが、複
    数の実質的に垂直なとい流しダクト、複数のとい流し円
    錐、を含み、各とい流しダクトが次に高い円錐と接続さ
    れ、下方の円錐に排出するようになっており、且つ各と
    い流し円錐が、下方のチューブシートに接続されている
    請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記フイルタ組立体が、フイルタ・キャ
    ンドルを含む請求項1または2に記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記フイルタ・キャンドルが、セラミッ
    ク・キャンドルである請求項3に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記フイルタ・キャンドルが、焼結金属
    キャンドルである請求項3に記載の装置。
  6. 【請求項6】 フイルタ組立体を含む3個のチューブシ
    ートおよび3個のとい流し円錐を含む請求項1〜5のい
    ずれかに記載の装置。
JP5136963A 1992-05-18 1993-05-17 濾過モジュール Pending JPH0631123A (ja)

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EP92201425 1992-05-18
NL92201425.3 1992-05-18

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EP (1) EP0572063B1 (ja)
JP (1) JPH0631123A (ja)
CN (1) CN1033424C (ja)
AU (1) AU656854B2 (ja)
CA (1) CA2095189C (ja)
DE (1) DE69304794T2 (ja)
DK (1) DK0572063T3 (ja)
ES (1) ES2092748T3 (ja)
SG (1) SG45277A1 (ja)
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