JPH07332647A - 多管多室式脱塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は脱塵装置に関し、その目的は、粗脱塵
のためのサイクロンと精密脱塵のためのセラミックチュ
ーブフィルタの灰処理装置を一体化しコスト低減と保守
性向上を図ることにある。 【構成】竪型の中空容器１内を上下方向に区画して濾過
室１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び上部室１７，下部室１８
を形成し、濾過室を貫通し両端が上部室１７と下部室１
８に開放された複数のセラミックチューブフィルタ２を
設け、中空容器１の上部室１７に含塵ガス流入口１０，
下部室１８の底部にダスト排出口１９を設け、濾過室毎
に清浄ガス排出口１２を設けた多管多室式脱塵装置にお
いて、中空容器１内にサイクロン８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温・高圧の燃焼ガス
中に含まれるフライアッシュ等のダストを除去する脱塵
装置に係り、特にガス中から除去した灰の処理装置を簡
略化し、かつ未燃分の再燃焼によるフィルタの破損を防
止するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭焚き加圧流動床ボイラ複合発電シス
テムでは、燃焼ガス中に多くのダストが含まれており、
ガスタービンの保護と環境保全の観点から、これらのダ
ストを除去する必要がある。ダストの除去には、図２に
示すような多管多室式脱塵装置が使われることが多い。
多管多室式脱塵装置は、竪型の中空容器１内に複数のセ
ラミックチューブフィルタ２を並べた構造をしている。
中空容器１の内部は仕切板３によって複数の濾過室１６
ａ，１６ｂ，１６ｃと上部室１７，下部室１８に分けら
れており、それぞれの部屋に清浄ガス流出口１２が設け
られている。清浄ガス流出口１２はエジェクタ４に接続
され、ガス排出管１３で一つにまとめられている。エジ
ェクタ４の根元には、逆洗ガス用配管１４が接続されて
いる。

【０００３】ボイラ（図示せず）より排出された含塵ガ
スＧは、中空容器１の上部に設けられたガス流入口１５
からセラミックチューブフィルタ２内へ流入し、チュー
ブ内を降下するセラミックチューブフィルタ２は多孔質
構造であるため、ガスはチューブ表面に滲み出し、この
間にダストが濾過される。清浄ガスは清浄ガス流出口１
２から竪型中空容器外部に取り出され、エジェクタ４を
経てガス排出管１３で合流し、ガスタービン（図示せ
ず）へ送られる。また、一定時間毎に逆洗用ガスが逆洗
ガス用配管１４を通ってエジェクタ４に送られ、エジェ
クタ効果によって得られた高圧の圧力波を中空容器１内
へ送り込み、セラミックチューブフィルタ２の内面に付
いたダストを剥がして除去するようになっている。剥が
れたダストはセラミックチューブフィルタ２内を落下
し、下部室１８底面から灰処理装置（図示せず）に送ら
れる。

【０００４】なお、前記した逆洗の頻度を減らすため、
サイクロン６を多管多室式脱塵装置の外部に設け、予め
サイクロン６によって大まかに脱塵したガスを多管多室
式脱塵装置に送り込むのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した脱
塵装置においては、二つの問題点がある。

【０００６】まず、第一の問題点について説明する。前
述したようにサイクロンを多管多室式脱塵装置の外部に
設けた構成とした場合、サイクロンによって捕集された
ダストと多管多室式脱塵装置によって捕集されたダスト
を別々に処理する必要がある。このため、複数の灰処理
装置が必要となり、コストが増大したり保守性が悪化す
るなどの問題が生じる。

【０００７】次に第二の問題点について説明する。ボイ
ラの負荷の上昇によって低酸素運転となるとセラミック
チューブフィルタの内壁に未燃分を多く含んだダストが
付着する。このような状態で、ボイラの負荷が下がって
酸素濃度が上昇すると、チューブに付着したダストが再
燃焼し、セラミックチューブフィルタの内面と外面の間
に大きな温度差が生じる。この結果、熱応力によってセ
ラミックチューブフィルタが破損してしまうことがあ
る。このような破損は、ガスの降下速度が極めて小さく
ダストの滞留や付着が起こり易いセラミックチューブフ
ィルタの下部で起こることが多い。

【０００８】本発明は、上記二つの問題点を解決するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第一の問題点を解決
するために本発明では、多管多室式脱塵装置の内部に、
サイクロンを設置する。このサイクロンのダスト排出口
を多管多室式脱塵装置のダスト排出口の鉛直上方に位置
づける。さらに、前記サイクロンによって大まかに脱塵
されたガスが竪型容器内のセラミックチューブフィルタ
内に流入するようにする。

【００１０】また第二の問題点を解決するために、前記
多管多室式脱塵装置内に設けられたサイクロンの旋回中
心部と多管多室式脱塵装置の下部室を連結するガス流路
を設ける。

【００１１】

【作用】含塵ガスはまず多管多室式脱塵装置内部に設け
られたサイクロンに流入し、ここで大まかな脱塵が行わ
れる。サイクロンのダスト排出口は多管多室式脱塵装置
のダスト排出口の鉛直上方に位置づけられているため、
サイクロンで採集されたダストは、サイクロンのダスト
排出口から多管多室式脱塵装置のダスト排出口に落下
し、多管多室式脱塵装置で採集されたダストと一緒に処
理される。これによって、サイクロンと多管多室式脱塵
装置のダスト処理系を一本化することができ、第一の問
題点を解決することができる。

【００１２】また、多管多室式脱塵装置内のサイクロン
の旋回中心部と多管多室式脱塵装置下部をガス流路によ
って連結すると、サイクロンの旋回中心部では遠心力の
作用によってガスの圧力が低くなっているため、多管多
室式脱塵装置の下部からサイクロン中心部へ向かうガス
の流れが生じる。これによって、セラミックチューブフ
ィルタ下部で下降流が生じ、この下降流によってセラミ
ックチューブフィルタ表面に付着したダストを強制的に
ダスト排出口へ導くことができる。この結果、セラミッ
クチューブフィルタ表面で未燃分を含んだダストの再燃
焼を防ぐことができ、第二の問題点が解決される。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１４】図１は前記第一の問題点を解決するための
多管多室式脱塵装置の断面を示した図である。図１にお
いて１は耐熱・耐圧性材料で成形された竪型の中空容器
であり、内部は四つの仕切板３によって三つの濾過室１
６ａ，１６ｂ，１６ｃと上部室１７，下部室１８に区分
されている。そして、仕切板３を貫通するように２本の
セラミックチューブフィルタ２が並列に並べられてい
る。

【００１５】このセラミックチューブフィルタ２はセラ
ミック微粉末を焼結して固めたものであり、数μｍ程度
の孔が多数に空いた多孔質構造となっている。

【００１６】濾過室１６ａ，１６ｂ，１６ｃにはそれぞ
れ独立の清浄ガス流出口１２とエジェクタ４が設けられ
ている。それぞれのエジェクタ４は清浄ガス排出管１３
で連結されている。

【００１７】下部室１８の底面には、ダスト排出口１９
が設けられており、下部室１８の底部に貯まったダスト
を灰処理装置（図示せず）に送るようになっている。

【００１８】中空容器１の上部には接線方向流入方式の
サイクロン８が設けられており、サイクロン８の側面に
含塵ガス流入管１０が水平かつサイクロン中心軸に対し
外側にオフセットされた位置に取り付けられている。サ
イクロン８のボルテックスファインダー９は先端が二股
に分かれて上部室１７内で下方にＵターンした構造とな
っている。サイクロン８の円錐部の先端には鉛直に下部
室１８まで伸びたダスト排出管２０が設けられている。
またサイクロン８とダスト排出管２０は仕切板３によっ
て中空容器１に固定されている。

【００１９】次に以上で説明した図１に示す脱塵装置の
動作原理を説明する。

【００２０】ボイラ（図示せず）から排出された含塵ガ
スＧが含塵ガス流入管１０から中空容器１の内部に設け
られたサイクロン８内へ水平方向に流入する。含塵ガス
流入管１０はサイクロン８の中心軸に対し外側にオフセ
ットして取り付けてあるため、サイクロン８内に入った
含塵ガスは旋回速度成分を与えられる。含塵ガスはサイ
クロン８内を旋回をしながら降下した後、反転し旋回中
心軸に沿って上昇する。そして、ボルテックスファイン
ダー９を通って、上部室１７で下向きに流出する。

【００２１】サイクロン８の内部では、含塵ガスの旋回
によって、ガス中に含まれているダストに遠心力が働
き、粒径の大きなダストがサイクロン８の壁面に衝突す
る。このように壁面に衝突したダストは運動エネルギー
を失うためガスの流れに追従することができなくなり、
重力によってサイクロン８の内壁を滑り落ち、ダスト排
出管２０を通って下部室１８に落下する。

【００２２】サイクロン８によって大まかに脱塵された
ガスはセラミックチューブフィルタ２の上部からセラミ
ックチューブフィルタ２内部に流入する。セラミックチ
ューブフィルタ２は数μｍの孔が開いた多孔質構造であ
るため、ガスはセラミックチューブフィルタ２内を下方
へ流れる間に少しずつセラミックチューブフィルタ２の
外側に滲み出してくる。この間にガスに含まれるダスト
が濾過され、ガスはダストをほとんど含まない清浄ガス
となる。

【００２３】セラミックチューブフィルタ２から滲み出
した清浄ガスは、それぞれの濾過室１６ａ，１６ｂ，１
６ｃに設けられた清浄ガス流出口１２から中空容器１の
外部に流出し、エジェクタ４を通って清浄ガス排出管１
３に集められ、ガスタービン（図示せず）に送られる。

【００２４】一定の時間毎に、バルブ１５が開いて逆洗
用ガス配管１４から高圧の洗浄ガスがエジェクタ４の絞
り部内に短時間噴射される。エジェクタ効果によって発
生した圧力波が清浄ガス流出口１２から中空容器１の内
部に伝搬する。この圧力波によってセラミックチューブ
フィルタ２の外側の圧力が内側の圧力よりも瞬間的に高
くなり、この圧力差によってセラミックチューブフィル
タ２の内部に付着したダストが強制的に剥がされる。剥
がれたダストは、セラミックチューブフィルタ２内を下
方に流れるガスと重力の作用によって下部室１８に落下
する。

【００２５】下部室１８に貯まったダストは底部に設け
られたダスト排出口１９より、中空容器１の外部に取り
出され灰処理装置（図示せず）によって処理される。

【００２６】以上説明した作用により、本実施例ではサ
イクロンとセラミックチューブフィルタによって採集さ
れたダストを一系統の灰処理装置で処理することができ
る。次に前記第二の問題点を解決するための実施例を図
３を用いて説明する。図３に示した脱塵装置は図１で示
した実施例に対し、ガス戻り管１１を追加したものであ
る。ガス戻り管１１は下部室１８から仕切板３及びサイ
クロン８の円錐部側壁面を貫通しサイクロン８の中心軸
まで設けられている。

【００２７】サイクロン８の中心軸近傍のガス圧力は旋
回流による遠心力の作用で下部室１８のガス圧力よりも
低くなる。このため下部室１８内のガスがガス戻り管１
１を通ってサイクロン８の中心部へ流れ込む。このよう
な上昇流が生じると質量バランスを取るためにセラミッ
クチューブフィルタ２の下部で下降流が生じる。逆洗に
よってセラミックチューブフィルタ２の内面から剥がさ
れたダストはこの下降流によって速やかに下部室１８に
排出される。

【００２８】以上で説明した作用によって本実施例で
は、灰処理系を一体化することができるとともに、従来
下降流が極めて小さいため排出が難しかったセラミック
チューブフィルタ下部のダストを確実に排出することが
可能となる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、従来別々に設置されて
いたサイクロンと多管多室式脱塵装置の灰処理装置を一
体とすることができる。これによって、装置コストの削
減や保守性の向上，装置の設置面積の減少などの効果が
期待できる。

【００３０】また、セラミックチューブフィルタ内のダ
ストの排出性能の向上により、セラミックチューブフィ
ルタの内側でダストの未燃分が再燃焼してセラミックチ
ューブフィルタが破損する事故を未然に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であり、サイクロンと多管多
室式脱塵装置の灰処理系を一体化する方法を示した図で
ある。

【図２】従来例を示した図である。

【図３】本発明の一実施例であり、ダストの再燃焼によ
るセラミックチューブフィルタの破損を防止する方法を
示した図である。

【符号の説明】

１…中空容器、２…セラミックチューブフィルタ、８…
サイクロン、１０…含塵ガス流入管、１２…清浄ガス流
出口、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…濾過室、１７…上部
室、１８…下部室、１９…ダスト排出口。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】竪型中空容器内を上下方向に区画して複数
   の濾過室及び上部室，下部室を形成し、前記濾過室を貫
   通し、両端が上部室と下部室に開放された複数の環状セ
   ラミックフィルタを設け、前記竪型中空容器の上部室に
   含塵ガス流入口，下部室の底部にダスト排出口を設け、
   前記複数の濾過室毎に清浄ガス排出口を設けた多管多室
   式脱塵装置において、前記竪型中空容器内にサイクロン
   を設けたことを特徴とする多管多室式脱塵装置。
2. 【請求項２】上記サイクロンのダスト排出口を上記下部
   室の底面に設けたダスト排出口の垂直上方に位置するよ
   うに配置したことを特徴とする請求項１記載の多管多室
   式脱塵装置。
3. 【請求項３】上記下部室から上記サイクロン内部に到る
   一つまたは複数のガス通路を設けたことを特徴とする請
   求項１記載の多管多室式脱塵装置。