JPH0683768B2 - 除塵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、通気性多孔質セラミックスからなる濾筒を有
する除塵装置に関し、特に逆洗気体吐出口を有する除塵
装置に関する。

「従来技術およびその問題点」 濾布を濾材とする濾過除塵装置は、従来より多用されて
いるが、こうした除塵装置にあっては、濾布が耐熱性に
乏しいため、含塵気体の温度が250℃を超える場合に
は、もはや使用できない。

そこで、本出願人は、高温の含塵気体に対して使用でき
る除塵装置として、通気性多孔質セラミックス体などを
濾材とするものを提案してきた（特開昭59−225721号参
照）。この除塵装置においては、立設された通気性多孔
質セラミックス製の濾筒内に上方より含塵気体が供給さ
れ、清浄気体は濾筒の内側から外側に流出すると共に、
濾筒によって通過を阻止された粉塵は一部が濾筒内壁に
堆積し、大部分は濾筒内部を落下して濾筒の下方に設け
たダストホッパに集められる。

ところで、こうした濾過除塵装置においては、連続して
除塵操作を実施していくと、だんだんに濾材が目詰まり
を起こし、濾過に要する差圧が上昇し、濾過速度が低下
してくる。このため、所定時間の除塵操業毎に、清浄気
体側から含塵気体側に気体を流して目詰まりしていた粉
塵を除去する、いわゆる逆洗操作が必要となる。

濾布を用いる除塵装置においては、除塵操作時の清浄気
体出口部配管内に高圧気体噴出ノズルを濾布側にその開
口部を向けて設置し、逆洗操作時にここから高速気体を
噴出させる逆洗方法がよく知られている。この方法によ
れば、濾布に向けて噴出すると、濾布がはたはたと振動
し、濾布の内側に堆積していた粉塵が払い落される。

しかし、こうした濾布除塵に用いられる逆洗方法を通気
性多孔質セラミックス（以下、固体フィルタという）を
濾材とする除塵装置にそのまま適用すると次のような問
題点が生じる。まず、処理気体の温度が高い場合、室温
程度の逆洗気体を直接吹き付けると、固体フィルタは、
セラミックスからなるため熱衝撃に弱く、局部的に急激
な温度差が生じ、熱衝撃破損に至ることである。また、
清浄気体導出ダクトを通して逆洗気体を流入させるよう
にした場合には、高温の清浄気体と低温の逆洗気体とが
よく混合されず、温度が均一化されないまま固体フィル
タに当たるので、局部的に急激な温度差が生じ、さらに
熱衝撃破損を起こしやすくなる。さらに、逆洗気体を高
速で固体フィルタに吹き付けた場合には、機械的衝撃に
よる破損が起こる恐れもある。

「発明の目的」 本発明の目的は、処理気体温度と逆洗気体温度との間で
温度差がある場合に、逆洗時に固体フィルタで局所的に
生じる急激な温度差を緩和して熱衝撃による破損を防止
し、かつ、逆洗気体が固体フィルタに与える機械的衝撃
を緩和して機械的衝撃による破損も防止するようにした
除塵装置を提供することにある。

「発明の構成」 本発明による除塵装置は、通気性を有する多孔質セラミ
ックスからなる濾筒の内側に含塵気体を供給し、前記濾
筒の外側から清浄気体を取り出す除塵装置において、前
記清浄気体側の空間に逆洗気体吐出口を設け、前記逆洗
気体の吐出方向と前記濾筒の軸方向とが、実質的に平行
となるように、もしくは、実質的に同一平面上にないよ
うに、前記逆洗気体吐出口を配置したことを特徴とす
る。

このように、本発明では、逆洗気体が濾筒に直接当たら
ないように逆洗気体吐出口を配置したので、逆洗気体は
比較的長い経路を通って高温の清浄気体と混合した後、
濾筒に当たるようになる。このため、逆洗気体は昇温さ
れて固体フィルタに当たるので、固体フィルタに急激な
温度差が局所的に生じることはなく、熱衝撃による破損
が防止される。また、逆洗気体が固体フィルタに当たる
までに清浄気体と混合してその流速を弱められるので、
固体フィルタに与える機械的衝撃も緩和され、機械的衝
撃による破損も防止される。

本発明の好ましい態様においては、逆洗気体の吐出方向
と濾筒の軸方向とが実質的に平行となるように逆洗気体
吐出口を配置する。これにより、エゼクタなどを用いて
逆洗する場合にディフューザ部を缶体内に収納でき、逆
洗装置を含めたこの除塵装置の設置面積が節減できる。

本発明の別の好ましい態様においては、濾筒が挿通され
る管板によって清浄気体側の空間が複数の小空間に区画
され、各小空間に逆洗気体吐出口を配置する。これによ
り、除塵操業を停止することなく逆洗操業が実施でき
る。

本発明の別の好ましい態様においては、逆洗気体の吐出
方向が濾筒を収容する缶体の内周壁に沿うように逆洗気
体吐出口を配置する。これにより逆洗用のディフューザ
部を缶体に沿うような位置に設置でき、缶体内に多数本
の濾筒を収容できるとともに、逆洗装置を含めたこの除
塵装置の設置面積が節減できる。

固体フィルタの材質としては、耐熱性や耐食性に優れる
ことからセラミックス製のものが採用される。さらに、
耐熱性を活かして高温含塵気体の除塵をする際、運転開
始・停止時の急激な温度変化、あるいは含塵気体自身の
温度変化がまれではないことを考慮すると、耐熱衝撃性
にも優れたセラミックス製のものが特に好ましい。具体
的にはコージライト質、β−スポジュメン質、ジルコニ
ア質、チタン酸アルミニウム質などのセラミックス製の
ものが好ましく例示できる。

濾筒は中空筒状、特には中空円筒状とされ、その内側の
空間に含塵気体が供給される。これにより、清浄気体側
の空間が連通して濾筒の外側をぐるっととり囲むことと
なり、一個ないしは数個の逆洗気体吐出口を清浄気体側
空間の特定位置に局在させても、清浄気体側空間の全域
に逆洗気体を流入させることができる。また、中空円筒
状とすることにより、濾筒の内外の圧力差によって濾筒
が破損する恐れも極小化される。さらに、濾筒は水平方
向あるいは傾斜方向に配設されてもよいが、好ましくは
鉛直方向に配設される。これにより、濾別された粉塵が
次々と落下して除塵効率の低下を抑制できる。

逆洗気体吐出口は、清浄気体側の空間に導入された独立
の導入管に取付けられてもよいが、好ましくは清浄気体
導出ダクトに設けられる。このように、逆洗気体吐出口
と清浄気体導出ダクトとを兼用することによって、缶体
に設ける開口部の数を節減できる。

逆洗気体吐出口を清浄気体導出ダクトに設けるにあたっ
ては、二重管型および分岐管型が好ましく提起できる。

二重管型とは清浄気体導出ダクトの内部に、より小径の
逆洗気体導入管を同軸に設けるもので、逆洗気体導入管
から気流、特にはパルスジェット方式のような高速気流
を吹き出すことにより、周辺に存在する清浄気体をもエ
ゼクタ効果により附随的に取込んで、吹き出された気体
量に比べてはるかに大量の気体を逆洗気体として利用で
きることとなる。

分岐管型とは、清浄気体導出ダクト壁に開口する分岐管
を設け、好ましくはこの開口部より下流の清浄気体導出
ダクトおよび分岐管にそれぞれ弁を設けるもので、これ
によれば二重管型の場合ほどには高速でなくてもある程
度に高速の気流を吹き出すことにより、所要量の逆洗気
体を確実かつ容易に得られる。

「発明の実施例」 第２図、および第２図のＩ−Ｉ線にほぼ沿った断面を示
す第１図において、相互に適宜な間隔をもって複数本の
中空円筒状の濾筒11が円筒状の缶体12に収容されてい
る。この濾筒11はコージライト質、特にはβ−コージラ
イト質のセラミックス焼結体からなる通気性多孔質固体
でできている。

含塵気体導入口13を備えるヘッド14および粉塵切出し弁
15を備えるホッパ16が缶体12のそれぞれ上および下に付
設されている。複数枚（第１図にあっては４枚）の管板
17が管体12の内部に設けられて濾筒11を保持している。
管板17は濾筒11および缶体12とそれぞれ気密に保たれて
おり、となりあう管板17同士の間にそれぞれ清浄気体室
18を形成している。濾筒11の上端、下端はそれぞれヘッ
ダ14、ホッパ16に開口している。なお、管板17は少なく
とも２枚あればよく、また中間の管板はその上下の清浄
気体室18を連通せしめるものであってもよい。

各清浄気体室18内には、ヘッダ14側から所要の管板17を
気密に貫通して清浄気体導出ダクト21、22、23が導入さ
れている。各清浄気体導出ダクト21、22、23は濾筒11と
平行に配設され、先端にはそれぞれディフューザ24、2
5、26が取付けられており、各ディフューザ24、25、26
はそれぞれの清浄気体室18に開口している。また、各清
浄気体導出ダクト21、22、23内には、それと同軸的にそ
れぞれ逆洗気体導入管27、28、29が配設されている。各
逆洗気体導入管27、28、29の先端はそれぞれ縮径されて
逆洗気体吐出口30、31、32をなし、それぞれディフュー
ザ24、25、26の縮径部の手前に位置している。なお第１
図において、背後に位置する濾筒11は図示を省略した。

この除塵装置は次のように作動する。まず、除塵操作時
には、含塵気体導入口13から高温の含塵気体が導入さ
れ、分配されて各濾筒11の内部を流下する。流下に伴な
い、濾筒11により含塵気体は濾別されて、粉塵の一部は
濾筒11の内壁に堆積し、粉塵の多くは下方に落下してホ
ッパ16に溜まる。高温の清浄気体は濾筒11の濾壁を通過
して各清浄気体室18に入り、それぞれの清浄気体室18に
開口したディフューザ24、25、26および清浄気体導出ダ
クト21、22、23を通って系外に導出される。この間、濾
筒11は粉塵によって徐々に目詰まりを起こして濾過抵抗
が増大してくる。したがって、所定の除塵操業後には逆
洗操作を行なう。

逆洗操作時には、図示しないコンプレッサなどを作動さ
せて、高速の逆洗気体を逆洗気体導入管27、28、29に通
して逆洗気体吐出口30、31、32から噴出させる。逆洗気
体は、ディフューザ24、25、26の縮径部におけるエゼク
タ効果により周辺に存在する清浄気体をも取込んで、逆
洗気体吐出口30、31、32から噴出した気体の数倍の気体
量となって、ディフューザ24、25、26の開口部から各清
浄気体室18に吐出する。

この場合、逆洗気体は、濾筒11と平行に下方に向けて吐
出するので、清浄気体室18内を屈曲し、ないしは巡回し
た後に、濾筒11に当たることになる。このため、逆洗気
体は高温の清浄気体と混合して昇温された後に濾筒11に
当たるので、濾筒11に急激な温度差が局所的に生じるこ
とはなく、熱衝撃による破損が防止される。また、逆洗
気体が濾筒11に当たるまでに清浄気体と混合してその流
速を弱められるので、濾筒11に与える機械的衝撃も緩和
され、機械的衝撃による破損も防止される。こうして、
逆洗気体が濾筒11の壁を外側から内側に通過し、これに
より目詰まりを起こさせていた粉塵が洗い出され、濾筒
11の気体通過抵抗が減少し、濾筒11が再生される。

なお、除塵操作と逆洗操作とは濾筒11の同一部位に対し
ては交互に行なわれるが、第１図に示すように、濾筒11
が相互に気密な複数の清浄気体室18に属している場合に
は、各清浄気体室18において交代的に逆洗操作を行なう
ことにより、除塵装置全体としては除塵操作を中断する
ことなく、逆洗操作を行なうことも可能である。例えば
上段の清浄気体室18内で逆洗操作を行なえば、逆洗気体
は上段の清浄気体室18から濾筒11の内側に入ってこの部
分の濾筒を再生すると共に、入ってきた逆洗気体は中段
または下段の濾筒11を通過して中段または下段の清浄気
体室18に出ていく。このような操業を順次、上段、中
段、下段の清浄気体室18において行なえば、除塵装置全
体としては除塵操作を中断せずに逆洗操作が可能であ
る。

なお、上記実施例においては、逆洗気体導入管27、28、
29および逆洗気体吐出口30、31、32は濾筒11と平行に配
置され、逆洗気体が濾筒11と平行な方向に吐出するよう
になっていて好ましいが、第３図に示すように、逆洗気
体の吐出方向Ａと濾筒11の軸方向とがなす角度θが10°
以下であれば本発明の効果を得ることができる。この場
合、逆洗気体の吐出方向Ａは濾筒11に近づく方向でも離
れる方向でもよいし、また、逆洗気体導入管、清浄気体
導出ダクトは管板11を貫通することなく、缶体12の側胴
から直接に清浄気体室18に導入されていてもよい。

第４図に示す別の実施例においては、清浄気体導出ダク
ト33の先端に取付けられたディフューザ34がその拡径部
を直接缶体12に連結されている。この実施例の場合、清
浄気体導出ダクト33は缶体12の対向する外周２箇所に設
けられている。各清浄気体導出ダクト33内には、逆洗気
体導入管35がそれぞれ配置され、その先端の逆洗気体吐
出口36は、ディフューザ34の縮径部の手前に位置されて
いる。そして、この実施例の場合、清浄気体導出ダクト
33、ディフューザ34、逆洗気体導入管35および逆洗気体
吐出口36は、逆洗気体の吐出方向が缶体12の内周壁に沿
うように配置されている。なお、濾筒11の支持構造や含
塵気体の導入構造などは、第１図の実施例と同様であ
る。

この実施例においては、逆洗気体が缶体12の内周壁に沿
って吐出され、缶体12内を巡回した後、濾筒11に接触す
る。したがって、逆洗気体は、缶体12内の清浄気体と混
合して昇温された後、濾筒11に接触することになり、濾
筒11に急激な温度差が局所的に生じることはなく、熱衝
撃による破損が防止される。また、逆洗気体が濾筒11に
当たるまでに清浄気体と混合してその流速を弱められる
ので、濾筒11に与える機械的衝撃も緩和され、機械的衝
撃による破損も防止される。

なお、上記実施例では、清浄気体導出ダクト33、ディフ
ューザ34、逆洗気体導入管35および逆洗気体吐出口36
が、濾筒11の軸方向に垂直な平面に沿って配置されてい
るが、濾筒11の軸方向に垂直な平面に対してある角度を
もって斜めに配置されていてもよい。その場合、逆洗気
体は、缶体12の内周壁に沿って螺旋を描くように流出す
ることになる。また、上記実施例では、ふたつの逆洗気
体吐出口36が濾筒11の軸方向に対して同一垂直面上にあ
るが、これに代えて、複数の逆洗気体吐出口36が、濾筒
11に横断する異なる横断面上に設けられていてもよい。

上記各実施例はいずれも清浄気体導出ダクト内に逆洗気
体導入管を配置してあるが、缶体に対して清浄気体導出
ダクトと逆洗気体導入管とをそれぞれ個別に連結しても
よい。また逆洗気体吐出口36は缶体内に設けるか、ある
いは、缶体外であっても缶体に近接して設けることが望
ましい。

なお、第４図の実施例は第５図の矢線Ｂに示すような逆
洗気体吐出方法の場合であり、かつ、好ましいものであ
るが、矢線Ｃに示すような逆洗気体吐出方向も本発明の
効果を得られる。矢線Ｄに示すような逆洗気体吐出方向
は好ましくない。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、逆洗気体が実質
的に濾筒に直接当たらないように逆洗気体吐出口を配置
したので、逆洗気体は比較的長い経路を通って高温の清
浄気体と混合した後、濾筒に当たるようになる。このた
め、逆洗気体は昇温されて固体フィルタに当たるので、
固体フィルタに急激な温度差が局所的に生じることはな
く、熱衝撃による破損が防止される。また、逆洗気体が
固体フィルタに当たるまでに清浄気体と混合してその流
速を弱められるので、固体フィルタに与える機械的衝撃
も緩和され、機械的衝撃による破損も防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による除塵装置を一部切欠いて
示す縦断面図、第２図は第１図におけるII−II線に沿っ
た横断面図、第３図は第１図の実施例の変形例を模式的
に示す説明図、第４図は本発明の他の実施例による除塵
装置の横断面図、第５図は第４図の実施例の変形例を模
式的に示す説明図である。 図中、11は濾筒、12は缶体、13は含塵ガス入口、14はヘ
ッダ、15は切出し弁、16はホッパ、17は管板、18は清浄
気体室、21、22、23、33は清浄気体導出ダクト、24、2
5、26、34はディフューザ、27、28、29、35は逆洗気体
導入管、30、31、32、36は逆洗気体吐出口である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通気性を有する多孔質セラミックスからな
   る濾筒の内側に含塵気体を供給し、前記濾筒の外側から
   清浄気体を取り出す除塵装置において、前記清浄気体側
   の空間に逆洗気体吐出口を設け、前記逆洗気体の吐出方
   向と前記濾筒の軸方向とが、実質的に平行となるよう
   に、もしくは、実質的に同一平面上にないように、前記
   逆洗気体吐出口を配置したことを特徴とする除塵装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記逆洗
   気体の吐出方向と前記濾筒の軸方向とが実質的に平行と
   なるように前記逆洗気体吐出口を配置したことを特徴と
   する除塵装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、前記濾筒
   が挿通される管板によって前記清浄気体側の空間が複数
   の小空間に区画され、各小空間に前記逆洗気体吐出口を
   配置したことを特徴とする除塵装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項または第３項におい
   て、前記逆洗気体の吐出方向が前記濾筒を収容する缶体
   の内周壁に沿うように前記逆洗気体吐出口を配置したこ
   とを特徴とする除塵装置。