JPH09506036A - 高温ガスを濾過する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 たとえば流動床反応装置からの、大気圧または超大気圧の高温ガスが、内部に少なくとも一つの直立内側容器を備えた直立外側容器内で濾過される。内側容器はガス不透過性周壁を有しまた外側容器内のガス容積を清浄ガス容積および汚染ガス容積に分割する。多数の一体のセラミックフィルタ要素が内側容器の周壁に配置された開口に取付けられ、清浄ガスがフィルタ要素を通って汚染ガス容積から清浄ガス容積に流れるようにしている。周壁は冷却管から形成された冷却パネルを含み、冷却管はフィルタ取付構造の温度をいちじるしく下げる。冷却管は通常耐火材によって取付構造物のみが冷却されるようにガスと直接接触することから保護される（すなわちガスはそれ程冷却されない）。しかしながら、構造物は、もし多量の冷却流体または他の冷却流体が冷却管を通過すること、および冷却された要素とガスの直接接触のいずれかまたはいくつかが実施されるならば、ガスを冷却するのに使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 高温ガスを濾過する装置 発明の背景および要約 本発明は、循環流動化床反応装置から排出される高圧ガスのような、高温ガス を濾過する装置に関する。濾過装置は通常多孔質セラミックフィルタ要素を備え ている。本発明はまた固体汚染物を含有する高温ガスを濾過しかつ堆積した固体 を濾過要素から安全な方法で有効に除去する方法にも関する。 従来の技術において、高温ガス流から粒子を除去するため、セラミックフィル タを使用することは公知である。たとえば高温ガスを浄化するため冷却管シート によって支持された（米国特許第４８６９２０７号明細書に示されたような）キ ャンドル型セラミックフィルタを使用することが公知である。しかしながら、そ のようなフィルタユニットのサイズは制限され、キャンドル型フィルタを備えた 圧力容器の直径の実際の限界は約３〜５ｍである。 またフィルタユニットにおいて、冷却される支持板によって垂直に支持された セラミック貫流フィルタ管を使用することも公知である。これらのフィルタユニ ットハウジングのサイズは、容器自体の膨脹のためにまた支持板に要求される剛 性のために、たとえば２ｍより大きい直径を有する大型の水冷支持板を製造する ことは困難である。 また、所望の圧力降下を維持し得るために、たとえばある所定の運転期間後、 フィルタの清掃が必要であることも知られている。一般に使用されるフィルタ清 掃方法は、フィルタをフラッシングするためガスの逆方向パルスを使用する。 一層大型のフィルタユニットを得るため、冷却壁を有する濾過ハウジングと濾 過ハウジングの汚染ガス空間内に水平に取付けられた多数の管を設けることが示 唆された。管は、たとえば濾過ハウジング内の一方の壁から反対側の壁に達する ようになされる。しかしながら、もしガスから多量の固体粒子を濾過しなければ ならないならば、管に堆積する粒状物質は容易に目詰まりの問題を引起こす。フ ィルタユニットはしばしばパルシングされなければならない。フィルタ管のパル シングは、回避するのが困難な、破損し易いセラミック管にいかなる損傷も生じ ないように実施されなければならない。水平管フィルタの配置は、大型フィルタ ユニットが建設される限り、通常のキャンドル型フィルタ以上の利点をもたらす が、フィルタハウジング容積当たり高度な濾過区域を備えまた一層容易にフィル タを清掃し得るさらに大型のユニットが望まれている。 また、フィルタハウジング容積当たり一層高度な濾過作用を奏する一体の多孔 性セラミックフィルタを利用することが示唆された。一体のセラミックフィルタ は入口端から出口端まで長手方向に延長する多数の通路を有するが、その通路は 目詰まりして、供給材料が入口面（汚染ガス側）から出口面（清浄ガス側）に直 接通過して、清浄ガスを多孔性セラミック材料を通ってフィルタの清浄ガス側に 連結された隣接する通路に押込むことを阻止する。そのような一体セラミックフ ィルタにおけるクラスタの浄化容量は、通常のキャンドル型または管状セラミッ クフィルタの浄化容量よりはるかに高い。そこで、一体セラミックフィルタは所 要空間が通常の管状またはキャンドル型セラミックフィルタより少ない。 しかしながら、これらの一体要素を高い温度環境のまた温度変化が予想される 濾過容器に取付けることは、構造をきわめて複雑かつ高価なものとする。燃焼装 置、ガス化装置等からの高温ガスを浄化するとき、全濾過容器構造物は加熱され 、装置は高価な耐熱材料で製造しなければならない。それゆえ、大型濾過ユニッ トを製造することは経済的に実用的でない。 一体フィルタ要素を含む高温濾過ユニットの側壁は、ユニットが加熱されると き、“活動”、すなわち膨脹し易く、それにより一体フィルタ要素と側壁との継 手も“活動”し、問題を生ずる。 本発明の目的は高温ガスを濾過する進歩した装置を得ることにある。 とくに、本発明の目的は高圧燃焼装置、ガス化装置用高温用の高温高圧セラミ ックフィルタユニットまたは上記問題を克服する関連した方法を得ること、およ び安価、簡単かつ信頼性あるガス浄化装置を供給することにある。 本発明の一実施例によれば、高圧（すなわち超大気圧）システムならびに大気 圧システムからの高温ガスを濾過する装置が得られる。濾過装置は下記の要素： すなわち、 ─頂部、底部および側壁を有する全体的に直立の外側容器、 ─前記外側容器内に設置された、少なくとも一つの全体的に直立の内側容器であ って、ガスがそこを通って流れるのを阻止しかつ前記外側容器内の空間を汚染ガ ス空間と清浄ガス空間とに分割する全体的に不透過性の周壁を有する、前記内側 容器 ─前記内側容器の前記周壁に配置された開口内に設置された複数のセラミックフ ィルタ要素であって、清浄ガスが前記フィルタ要素を通って前記内側容器の周壁 の一側から他側に流れることを許す、前記フィルタ要素 を有し、また ─前記周壁は水管から形成された冷却パネルを備えている。 好適な装置の実施例において、直立内側容器は水管パネルから構成され、隣接 する直立水管はひれによって相互に連結されている。内側容器は外側容器内に同 心に設置され、一体のセラミックフィルタ要素はそれらの入口汚染端部で水管パ ネルの開口に連結されている。フィルタ要素の主要部分は、清浄ガス端部を、水 管パネルを通って清浄ガス空間内に突入し、フィルタ要素の長さの１／３以下の きわめて僅かな部分だけが汚染ガス空間内に突入するか、またはフィルタ要素の ほとんどすべてが汚染ガス空間内に突入しない。フィルタ要素を逆パルシングす る装置がフィルタ要素の清浄ガス端部の前面に設けられる。 濾過装置の典型的一実施例において、汚染ガスの入口が外側容器の頂部に設け られ、支持板が外側容器の上部に設けられ、支持板は外側容器内のガス空間を支 持板上方の汚染ガス側および前記支持板下方の清浄ガス側に分割する。内側容器 の上端は支持板の開口に、内側容器の主要部分が支持板の下方に設置されるよう に、連結される。内側容器の内部は、支持板の開口を通して支持板上方の汚染ガ ス側に連結される。清浄ガス空間は内側容器の外側に設けられる。フィルタ要素 は、内側容器の汚染ガス側から内側容器外側の清浄ガス空間内に突入する。清浄 ガス出口は支持板下方の外側容器の側壁に設けられる。固体粒子出口は内側容器 の底部に設けられ、固体粒子出口は外側容器底部の固体粒子出口に連結される。 一体のセラミックフィルタ要素は異なった態様で水管パネルまたは壁の開口に 連結することができる。開口は、隣接する水管の間の広いひれに設けることがで き、前記広いひれの幅は、フィルタ要素を開口に挿入し得るように、前記フィル タ要素の直径とほぼ同じ大きさとすることができる。フィルタ要素はたとえば断 面が円形、正方形または多角形である。そうでなければ、一体のセラミックフィ ルタ要素は、二つの隣接するまたはそれ以上の水管を曲げて離間し、前記水管の 間に前記セラミックフィルタ要素の直径に対応する間隔を形成することによって 、水管パネルに設けられた開口に連結される。 耐火ライニング層は、セラミック要素の両端部および耐火ライニング層の表面 がほぼ内側容器の平滑な外面および内面を形成するように、水管パネルの両側を カバーするため設けられる。 本発明の別の好適な実施例によれば、装置は、フィルタ要素の開口が互いに離 れたいくつかの平行な垂直列で設けられる、内側容器壁を備えることができる。 開口は互いに上下に離して設けられる。連結要素が、フィルタ要素を周壁構造に 連結するため、すなわち開口に一体のセラミックフィルタ要素の座を形成するた め、少なくとも開口の垂直部分に設けられている。 たとえばひれによって連結された２〜４本の垂直水管から形成され、かつ周壁 を冷却するため使用される垂直水管パネルは、セラミック要素の長さとほぼ同じ 水平方向幅を有し、パネルは壁平面に垂直にフィルタ要素の垂直列の間に取付け られる。この実施例によれば、水管パネルは内側容器の内面とほぼ９０°の角度 をなしている。それにより、パネルは容器内に通常の水管壁を形成しない。たと えば、円筒形容器において、別の水管パネルがフィルタ要素列の間の半径方向に 配置された冷却パネルを形成する。 内側容器の周壁を形成するため、耐火材被覆金属板または他の耐火材被覆構造 物のような付加要素を隣接する水管パネルを互いに結合するため使用し、内側容 器のガス密囲壁を形成することができる。水管パネルは、フィルタ要素を周壁の 開口にロックするのに必要な連結要素を有効に冷却する。冷却は冷却管と連結要 素との間の連結棒またはひれによってさらに改善される。連結要素の冷却はその 過度の膨脹を阻止し、フィルタ要素の信頼性ある座を形成する。さらに、内側容 器の周壁に垂直に配置された管パネルは、内側容器のすべての構造に対する安定 化および支持要素を形成する。 濾過装置の別の典型実施例において、汚染ガスの入口が外側容器の側壁に、支 持板が外側容器の上部に設けられ、支持板は外側容器のガス空間を支持板上方の 清浄ガス側と支持板下方の汚染ガス側とに分割する。内側容器の上端は支持板の 開口に、内側容器の主要部分が支持板の下方に設置されるように、連結される。 内側容器の内部は支持板の開口を通して支持板上方の清浄ガス側に連結され、汚 染ガス空間は内側容器の外側を占有する。それにより、フィルタ要素は内側容器 の汚染ガス側から内方に内側容器内側の清浄ガス空間に突入する。清浄ガス出口 は支持板上方の外側容器の頂部に設けられ、固体粒子出口は外側容器の底部に設 けられる。 濾過装置のさらに別の典型的実施例において、汚染ガス入口が外側容器の頂部 に、内側容器が汚染ガス入口下方に、そして案内要素が、入口を通って外側容器 に流れる汚染ガスを半径方向外向きに案内するため、入口と内側容器との間に設 けられる。汚染ガス空間は内側容器の外側に、清浄ガス空間は内側容器の内側に 設けられる。固体排出導管は外側容器の底部に設けられ、清浄ガス排出導管は内 側容器に設けられる。 本発明によれば、濾過室周壁の開口に取付けられたセラミックフィルタの周り の構造物の温度を制御するのは容易である。フィルタ要素を支持する、内側濾過 容器周壁の温度は、予報することがつねに容易である。突然の高いピーク温度は 回避され、それにより損傷を引起こす熱衝撃の危険を最少にする。 内側濾過容器の周壁を冷却することから生ずる他の利点は、 ─内側容器の膨脹は一層容易に制御され、 ─セラミック要素の支持構造物は一層容易に配置することができ、 ─濾過容器の温度は一層低く保持され、かつ一層容易に制御可能で、 ─濾過システムは一層短時間で始動することができ、かつ一層大きい温度変動に 耐えることができ、さらに、 ─逆パルシング中の温度変動は問題を生じない ことを含んでいる。 さらに、セラミック要素をフィルタ要素の一端部またはその両端部が自由に熱 膨脹するように支持することができ、その理由は要素が両端部の支持を必要とす る管状セラミックフィルタに比較してむしろ短いからである。一体のセラミック フィルタ要素はきわめてコンパクトな形状に詰込むことができ、外側圧力容器を 一層小さくすることができる。 他の利点もまた、とくにセラミックフィルタを逆パルシングするとき、フィル タ要素がそれらの清浄な端部をむしろ深く、たとえばそれらの１／２以上もたと えば容器の内側の清浄なガス空間側に突入して設置するとき、達成される。それ により、高圧清掃パルスが管状室内側にあるセラミックフィルタ要素の部分をす べての側から圧縮し、フィルタ要素の機械的破損を防止する。 図面の簡単な説明 第１図は本発明による典型的濾過装置の概略側断面図である。 第２図は本発明による第１図に示す濾過装置の管壁パネル拡大断面正図面であ る。 第３図は本発明による他の典型的濾過装置の他の管壁パネル拡大断面正面図で ある。 第４図は本発明によるさらに他の典型的濾過装置の内側容器の水平断面図であ る。 第５図は本発明によるなお別の典型的濾過装置の内側容器周壁の拡大水平断面 図である。 第６図および第７図は本発明によるまた別の二つの典型的濾過装置の概略断面 側面図である。 図面の詳細な説明 典型的高温ガス用フィルタ装置は全体を第１図に参照符号１０で示されている 。装置は、頂部１４、側壁１６および底部１８を有する全体的に直立の外側容器 １２を備えている。頂部１４には粒子浮游高温汚染ガスのガス入口２０が設けら れている。該入口は、たとえば流動床燃焼装置、ガス化装置などに連結すること ができる。濾過モジュール即ち全体的に直立の内側濾過容器２２が、外側容器内 に設置されている。 全体的に水平な内側容器２２支持板２４が、外側容器１２の上部に設けられ、 この実施例では貫通する開口２６を有する。支持板２４は、外側容器１２の内部 を支持板上方の汚染ガス空間２８、および支持板下方の清浄ガス空間３０に分割 している。清浄ガス出口３２が外側容器の側壁１６に設けられている。 濾過モジュール即ち内側容器２２は、ガス入口開口３６を備えた頂部３４、内 側容器の主要周壁３８を形成する垂直側壁、および固体出口開口４２を備えた底 部４０を有する。頂部３４のガス入口開口３６は、支持板上方の汚染ガス空間２ ８を内側容器２２内のガス空間４４に連結するが、清浄ガス空間３０と内側ガス 空間４４または支持板上方の汚染ガス空間２８との間のガス流を阻止するため、 支持板２４の開口２６に連結されている。内側容器の頂部３４は、要素４３によ って支持板の開口２６に可撓的に取付けられかつ可撓性支持棒４５によって支持 され、それらはいくらかの熱膨脹を可能にするが内側容器の支持板の開口に対す るガス密連結を維持する。固体出口開口４２は、外側容器の底部１８の出口開口 にガス密に連結されている。 第１ａ図において、内側容器の周側壁３８は全体的にガス密囲壁を形成してい る。一体の多孔性セラミックフィルタ要素４６が周壁３８に上下の垂直列を形成 する開口４８に挿入され、清浄ガスがフィルタ要素４６を通って内側容器内側の 汚染ガス容積から外側および内側容器壁１６および３８の間の環状ガス容積３０ に達することを許している。フィルタ要素４６はガス密に側壁３８に結合されて いる。フィルタ要素によって汚染粒子浮游ガスから分離された粒子は、フィルタ 要素４６の表面に堆積する。 円筒形の形状にすることができかつ入口端５０および出口端５２を有する一体 のセラミックフィルタ要素４６は、ほぼその全長を周壁３８から清浄ガス容積３ ０内に突出する。セラミックフィルタ要素４６は、第１ａ図には図示されていな いが、共願の１９９４年５月１８日出願の連続番号第 号（代理人 ｄｋｔ１４９７−１８）に図示された、金属スリーブによって開口４８内で保護 されており、前記共願の明細書における開示を参照のためここに引用する。金属 スリーブも円筒形で、全体的にセラミックフィルタ要素４６と同じ直径を有する 。スリーブはたとえばセラミックフィルタ要素の周囲に収縮せしめられ、かつ周 壁３８の開口４８にガス密に溶接される。必要とあれば、熱絶縁およびシールの いずれか一方または双方が、スリーブとセラミックフィルタ要素４６との間に設 け てもよい。 セラミックフィルタ要素４６を逆パルシング（逆フラッシング）する装置が、 フィルタ要素４６の清浄出口側５２に設けられる。逆パルシング装置は、ベンチ ュリ型出口５６およびガス噴射ノズル５８を有する逆パルシング室５４を備えて いる。第１ａ図に示された逆パルシング室５４は、一つの垂直列をなすすべての フィルタ要素をカバーする長い室を備え、各列はフィルタ要素の清浄出口側の前 面に別々の逆パルシング室を有する。フィルタ要素を通って逆パルシング室に流 入する清浄ガスは、逆パルシング室からベンチュリ型出口５６を通って清浄ガス 自由空間３０に排出される。逆パルシングノズル５８は、清浄ガスを高圧でベン チュリ出口にパルシングしそれにより逆パルシング室への高圧パルスを発生させ 、ガスを逆パルシング室から内側容器に流入させ、また同時にフィルタ要素の汚 染側５０に堆積した固体粒子を除去する。除去された固体物質は出口４２に落下 して排出される。 リング型逆パルシング室または一時にいくつかのまたは一つだけのフィルタ要 素を逆パルシングするような、異なった構造のフィルタ要素を組合わせた逆パル シング室を使用することができる。 逆パルシング室に深く突入するフィルタ要素４６は、逆パルシング圧力がすべ ての側面においてフィルタ要素４６を圧縮するような、高圧の逆パルシング中で さえも破損することを防止され、それによりたとえば異なったセラミック層が互 いに分離されることを防止する。 内側容器の２２の周壁３８は、第２図から分かるように、水管６０から作られ た冷却壁である。隣接する水管６０はひれ６２，６４によって連結される。ひれ のあるもの６４はフィルタ要素４６を挿入し得る開口４８を備えるのに十分なだ け広い。 第３図はすべての水管６０が全体的に通常の狭いひれ６２を組合わされた他の 水管壁を示す。フィルタ要素４６用の開口４８を形成し得るため、二つの隣接す る水管が互いに曲げて離間されフィルタ要素を挿入するのに十分大きい空間を形 成する。開口はいくつかの隣接する水管を平面内で、またはもし必要に応じてフ ィルタ要素の開口を形成するため水管壁に垂直に平面から曲げることによって作 ることができる。 第４図は水管パネルから形成された内側容器の水平断面図である。第４図にお いて、第１図から第３図の実施例における要素に対応する要素は、前に“１”を 付けるだけで同じ参照符号で示されている。周壁１３８はフィルタ要素１４６に 対して水管パネル１６４の間に開口を有する。フィルタ要素はたとえば溶接によ り水管パネル１６４に連結された金属スリーブ１６６によって囲まれ、それによ りパネルはスリーブを有効に冷却する。水管パネルは、内側容器の内側および外 側を流れるガスを冷却しないために、耐火材ライニング１６８によってカバーさ れる。耐火材ライニングはまた容器の平滑な内側および外側面を形成する。汚染 ガス側の平滑面は、固体粒子がフィルタ要素外側に堆積するのを防止する。 第５図は周壁の水管パネルを含む他の内側容器の水平断面図である。第５図に おいて、第１図から第４図の実施例における要素に対応する要素は、前に“２” を付けるだけで同じ参照符号で示されている。第５図において、水管パネル２６ ４は周壁２３８にフィルタ要素２４６の間で壁面に垂直に設置されている。フィ ルタ要素２４６は周壁の開口に連結要素２７０の助けで着座している。水管パネ ル２６４および連結要素２７０は、それらを互いに連結するひれまたは棒２７２ によって伝熱連結を構成している。管パネル２６４は、耐火材ライニング２６８ によってカバーされている。フィルタ要素の上下に、周壁２３８が隣接する管パ ネル２６４を連結する金属板によって形成され、かつ耐火材ライニングによって カバーされている。管パネル２６４は、連結要素２７０をその全長に亘ってきわ めて有効に冷却する。さらに、水管パネルは内側容器周壁のよい支持構造を構成 する。 第６図は本発明によるさらに他の典型的な濾過装置の概略側断面図を示す。第 ６図において、第１図から第３図の実施例における要素に対応する要素は、前に “３”を付けるだけで同じ参照符号で示されている。装置は、その側壁３１６に ガス入口３２０をまたその頂部３１４にガス出口３３２を有する、全体的に直立 の外側容器３１２を備えている。全体的に直立の内側濾過容器３２２は支持板３ ２４の下方の外側容器内に配置され、支持板は外側容器３１２の内部を支持板下 方の汚染ガス空間３２８および支持板上方の清浄ガス空間３３０に分割する。内 側容器３２２は閉じた底部３４０およびその上部の開口３３６を有する。フィル タ要素３４６は内側容器の周壁３３８に挿入される。 入口３２０を通って導入されるガスの汚染ガス空間３２８は、外側および内側 容器側壁の間の環状空間に形成される。清浄ガスはフィルタ要素３４６を通って 内側容器の内部に流入し、支持板上方の清浄ガス空間３３０および出口開口３３ ２を通って排出される。フィルタ要素は内側容器内に深く突入し、フィルタ要素 の清浄端３５２の前方に取付けられた逆パルシング装置３５４，３５６，３５８ によって逆パルシングされる。内側容器の周壁３３８は、前記のように水管パネ ルから作られ、それによりセラミックフィルタ要素の信頼性ある基礎を形成する 。管状バッフル５４を、共願の１９９４年５月１８日出願の連続番号第 号（代理人ｄｋｔ１４９７−１８）に記載されたように、設けることがで きる。 第７図は本発明によるさらに他の典型的濾過装置の概略側断面図である。第７ 図において、第１図から第６図の実施例における要素に対応する要素は、前に“ ４”を付けるだけで同じ参照符号で示されている。 第７図の装置は、その頂部４１２にガス入口４２０を有する全体的に直立の外 側容器４１０を備えている。全体的に直立の内側濾過容器４２２が外側容器内に 設置されている。内側容器４２２は閉じた底部４４０および閉じた頂部４４１を 有する。フィルタ要素４４６が内側容器の周壁４３８に設けられている。汚染ガ ス入口４２０を通って導入されかつ頂部４４１によって外側容器４１２内で半径 方向外方に案内された汚染ガスは、外側容器内に汚染ガス容積４２８を形成する 。フィルタ要素４４６を通って内側容器４２２内に流入するガスは、内側容器内 に清浄ガス容積４３０を形成する。清浄ガス導管４３２は、清浄ガスを内側容器 から外側容器を通ってその外側に排出する。 内側容器の周壁４３８は、たとえば第２図から第５図に示されたものに従って 作ることができる。 側壁の冷却は、側壁とセラミックフィルタの間の温度差が最小になるので、セ ラミックフィルタの壁への接合を促進する。高温の環境において、側壁ならびに 継手構造は、もし冷却されるならば、より安価な材料から作ることができる。も しガスを冷却することが必要ならば、ガスは、ガスの濾過と同時にフィルタ内で 具合よく冷却することができる。熱は、水管を通常の熱回収装置に連結すること によって回収することができ、また蒸気または温水を作るため使用することがで きる。 内側容器２２，３２２等の部分は、約５００℃以下の温度に冷却するのが好ま しい。すべての冷却は、本質的にすべての内部要素の鋼製構造物内の温度勾配が 均等化され、鋼製構造物の応力および張力を平準化するとともに損傷を与える過 熱を回避するように実施される。 本発明のいくつかの典型的実施例が示されたが、他の変形もまた本発明の範囲 内で可能であることを理解すべきである。たとえば、一体のセラミックフィルタ 要素は上記円筒形以外の他の形状を備えることができる。さらに、フィルタ要素 はフィルタ要素を通過する煙道ガス等を触媒処理するため触媒材料でコーティン グまたはそれと組合せることができる。 本発明の装置は、代表的に４００℃以上の温度のガスを濾過するため使用され る。冷却パネルは、代表的に装置の要素とくにフィルタ取付け要素を、濾過する ガスの温度より約１００℃またはそれ以上低い温度に維持する。 すなわち、本発明によれば、中に少なくとも一つの直立内側容器を備えた外側 直立容器、および内側容器周壁に配置された開口に取付けられた一体のセラミッ クフィルタ要素を使用して、４００℃以上の温度の大気圧もしくは超大気圧のガ スを濾過する方法も存在する。その方法は、 ａ）ガスから粒子を濾過するため。４００℃以上の温度の粒子浮游ガスをセラ ミックフィルタ要素を通過させること ｂ）セラミックフィルタ要素を取付けた内側容器の少なくとも一部をそれらが 濾過されるガスの温度より少なくとも約１００℃以上低い温度をもつように冷却 すること の各工程を含んでいる。 したがって、本発明はすべての同等の装置および方法を包含するように、特許 請求の範囲の最も広い解釈に従うべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年５月２１日 【補正内容】 請求の範囲 １．頂部（１４）、底部（１８）および側壁（１６）を有する全体的に直立の 外側容器（１６）、 前記外側容器内に設置された、少なくとも一つの全体的に直立した内側容器（ ２２）であって、ガスがそこを通って流れるのを阻止し、前記外側容器（１６） 内のガス容積を汚染ガス容積（２８）と清浄ガス容積（３０）とに分割するガス 不透過性の側壁を有する全体的に直立した前記内側容器、 前記内側容器の前記周壁に設置された開口（４８）内に取付けられた複数の一 体のセラミックフィルタ要素（４６）であって、浄化されるべきガスが前記フィ ルタ要素を通って前記汚染ガス容積か前記清浄ガス容積に流れることを許す前記 フィルタ要素 を含む高圧および大気圧システムのいずれかからの高温ガスを濾過する装置に おいて、 前記直立内側容器（２２）の周壁（３８）が、ひれ（６２）によって互いに連 結された垂直冷却管（６０）から形成された、冷却管パネルから構成され、 前記一体のセラミックフィルタ要素（４６）が前記冷却管パネルの冷却管（６ ０）の間に形成された開口（４８）に連結された ことを特徴とする前記装置。 ２．前記一体のセラミックフィルタ要素（４６）がそれらの入口の汚染端部に よって前記水管パネルの開口に連結され、前記フィルタ要素の清浄ガス端部が前 記冷却管パネルを通って清浄ガス空間（３０）に突入した、請求項１に記載され た装置。 ３．フィルタ要素の大部分が清浄ガス容積内に突出した、請求項２に記載され た装置。 ４．前記フィルタ要素の清浄ガス端部の前面に取付けられた、前記フィルタ要 素を逆パルシングする装置（５４，５８）をさらに含む、請求項２に記載された 装置。 ５．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって、 外側容器内のガス容積を前記支持板上方の汚染ガス側と前記支持板下方の清浄ガ ス側とに分割する前記支持板をさらに含み、前記内側容器の上端は前記支持板の 開口に前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置されるように連結され、 前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前記汚染 ガス側に連結され、清浄ガス容積は前記内側容器の外側に配置され、前記フィル タ要素は前記内側容器の汚染ガス側から外方に前記内側容器外側の清浄ガス容積 内に突入し、また前記支持板下方の前記外側容器側壁の清浄ガス出口、および前 記外側容器底部の分離された粒子の出口であって、前記外側容器底部の粒子出口 に連結された前記出口を含む請求項２に記載された装置。 ６．前記一体のセラミックフィルタ要素の少なくともあるものが隣接する冷却 管の間の広いひれに設けられた開口に取付けられ、前記広いひれの幅は前記フィ ルタ要素の直径と元来本質的に同じである請求項１に記載された装置。 ７．前記一体のセラミックフィルタ要素の少なくともあるものが二つの隣接す る冷却管を曲げて離間し前記冷却管の間に前記セラミックフィルタ要素の直径に 対応する空間を形成することによって冷却管パネルに設けられた開口に取付けら れた請求項１に記載された装置。 ８．前記一体のセラミックフィルタ要素が冷却管パネルの開口に連結され、前 記フィルタ要素が前記冷却管パネルの両側またはいずれかの側で突出し、耐火材 の層が冷却管パネルの各側を、セラミック要素の両端および耐火材の表面が前記 内側容器の元来平滑な内外面を形成するようにカバーする請求項１に記載された 装置。 ９．フィルタ要素のための開口が互いに離れたいくつかの平行な列で設けられ 、その列において開口が互いに上下に離して設けられ、またさらに、前記一体の セラミックフィルタ要素の座を形成するための、周壁開口の少なくとも垂直部分 における連結要素、および前記連結要素を冷却するための、内側容器周壁の平面 に対して９０°の角度で前記セラミックフィルタ要素の間に配置された前記セラ ミックフィルタ要素の長さと本質的に同じ水平幅を有する垂直冷却管パネルを含 む請求項１に記載された装置。 １０．前記冷却管パネルがひれによって連結された２つから４つの垂直水冷管 から構成され、またさらに前記連結要素を冷却するための、前記冷却管を前記連 結要素に連結する伝熱ひれまたは棒を含む請求項９に記載された装置。 １１．前記外側容器側壁の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器のガス空間を前記支持板上方の清浄ガス側および前記支持板下方の汚 染ガス側に分割する前記支持板、前記内側容器の上端と前記支持板の開口の間の 連結部をさらに含み、そこで前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置さ れ、前記内側容器の内部が前記支持板の開口を通って前記支持板上方の前記清浄 ガス側に連結され、汚染ガス容積は前記内側容器の外側に画定され、前記フィル タ要素は前記内側容器の前記汚染ガス側から内方に前記内側容器内側の前記清浄 ガス容積内に突入し、また前記支持板上方の前記外側容器頂部の清浄ガス出口、 および前記外側容器底部の分離された粒子の出口を含む請求項２に記載された装 置。 １２．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記汚染ガス入口下方の内側容器、 前記入口を通って前記外側容器内に流れ込む汚染ガスを半径方向外向きに案内す るための、前記入口および前記内側容器間の案内要素、前記内側容器外側の汚染 ガス容積および前記内側容器内側の清浄ガス容積、前記外側容器底部の固体出口 導管、および前記内側容器の清浄ガス出口導管をさらに含む請求項２に記載され た装置。 １３．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記汚染ガス入口下方の内側容器、 前記入口を通って前記外側容器内に流れ込む汚染ガスを半径方向外向きに案内す るための、前記入口および前記内側容器間の案内要素、前記内側容器外側の汚染 ガス容積および前記内側容器内側の清浄ガス容積、前記外側容器底部の固体出口 導管、および前記内側容器の清浄ガス出口導管をさらに含む請求項３に記載され た装置。 １４．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記汚染ガス入口下方の内側容器、 前記入口を通って前記外側容器内に流れ込む汚染ガスを半径方向外向きに案内す るための、前記入口および前記内側容器間の案内要素、前記内側容器外側の汚染 ガス容積および前記内側容器内側の清浄ガス容積、前記外側容器底部の固体出口 導管、および前記内側容器の清浄ガス出口導管をさらに含む請求項４に記載され た装置。 １５．前記外側容器側壁の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器内のガス空間を前記支持板上方の清浄ガス側および前記支持板下方の 汚染ガス側に分割する前記支持板、前記内側容器の上端と前記支持板の開口の間 の連結部をさらに含み、そこで前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置 され、前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前 記清浄ガス側に連結され、汚染ガス容積は前記内側容器の外側に画定され、前記 フィルタ要素は前記内側容器の前記汚染ガス側から内方に前記内側容器内側の前 記清浄ガス容積に突入し、また前記支持板上方の前記外側容器の頂部の清浄ガス 出口、および前記外側容器底部の分離された粒子の出口を有する請求項４に記載 された装置。 １６．前記外側容器側壁の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器内のガス空間を前記支持板上方の清浄ガス側および前記支持板下方の 汚染ガス側に分割する前記支持板、前記内側容器の上端と前記支持板の開口の間 の連結部をさらに含み、そこで前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置 され、前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前 記清浄ガス側に連結され、汚染ガス容積は前記内側容器の外側に画定され；前記 フィルタ要素は前記内側容器の前記汚染ガス側から内方に前記内側容器内部の前 記清浄ガス側に突入し、また前記支持板上方の前記外側容器頂部の清浄ガス出口 、および前記外側容器底部の分離された粒子の出口を含む請求項３に記載された 装置。 １７．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器内のガス容積を前記支持板上方の清浄ガス側および前記支持板下方の 汚染ガス側に分割する前記支持板をさらに含み、前記内側容器の上端は前記支持 板の開口に、前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置されるように連結 され、前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前 記汚染ガス側に連結され、清浄ガス容積は前記内側容器の外側に設けられ、前記 フィルタ要素は前記内側容器の前記汚染ガス側から外方に前記内側容器外側の清 浄ガス側に突入し、また前記支持板下方の前記外側容器側壁の清浄ガス出口、お よび前記内側容器底部の分離された粒子の出口であって、前記外側容器底部の粒 子 出口に連結された前記粒子出口を含む請求項３に記載された装置。 １８．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器のガス容積を前記支持板上方の汚染ガス側および前記支持板下方の清 浄ガス側に分割する前記支持板をさらに含み、前記内側容器の上端は前記支持板 の開口に、前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置されるように連結さ れ、前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前記 汚染ガス側に連結され、清浄ガス容積は前記内側容器の外側に設けられ、前記フ ィルタ要素は前記内側容器の汚染ガス側から外方に前記内側容器外側の清浄ガス 容積に突入し、また前記支持板下方の前記外側容器側壁の清浄ガス出口、および 前記内側容器底部の分離された粒子の出口であって、前記外側容器底部の粒子出 口に連結された前記粒子出口を含む請求項４に記載された装置。 １９．前記内側容器の周壁が冷却管パネルから作られている請求項１に記載さ れた装置。 ２０．前記冷却管は水、蒸気または空気がそこを通って循環する請求項１に記 載された装置。 ２１．一内部に、少なくとも一つの直立した内側容器であって、ガスがそこを 通って流れるのを阻止しかつ後記外側容器内のガス容積を汚染ガス容積および清 浄ガス容積に分割するガス不透過性周壁を有し、前記周壁は互いにひれによって 連結された垂直冷却管から形成された、冷却管パネルから構成された前記内側容 器、および、 ─内側容器の周壁に設置された開口に取付けられた複数の一体のセラミックフィ ルタ要素であって、前記冷却管パネルの冷却管の間に形成された開口に連結され た前記フィルタ要素 を備えた外側容器を使用して４００℃以上の温度の大気圧または超大気圧のガ スを濾過する方法において、 （ａ）４００℃以上の温度の粒子浮游ガスをセラミックフィルタ要素を通過さ せガスから粒子を濾過すること、および （ｂ）少なくともセラミックフィルタ要素を取付けた内側容器の部分をそれら が濾過されるガスの温度より少なくとも約１００℃低い温度になるように冷却す ること の各工程を含む前記方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．頂部、底部および側壁を有する全体的に直立した外側容器、 前記外側容器内に設置された、少なくとも一つの全体的に直立した内側容器で あって、ガスがそこを通って流れるのを阻止しかつ前記外側容器内のガス容積を 汚染ガス容積と清浄ガス容積とに分割する全体的にガス不透過性の周壁を有する 前記内側容器、 前記内側容器の前記周壁に設置された開口内に取付けられた複数の一体のセラ ミックフィルタ要素であって、浄化されるべきガスが前記フィルタ要素を通って 前記汚染ガス容積から前記清浄ガス容積に流れることを許す前記フィルタ要素 を含む高圧および大気圧システムのいずれかからの高温ガスを濾過する装置に おいて、 前記周壁が冷却管から形成された冷却パネルを含む前記装置。 ２．隣接する垂直冷却管が互いにひれによって連結された、冷却管パネルから 構成された直立内側容器が前記外側容器内に同心的に配置され、前記一体のセラ ミックフィルタ要素がそれらの入口の汚染端部によって前記水管パネルの開口に 連結され、前記フィルタ要素の清浄ガス端部が前記冷却管パネルを通って清浄ガ ス空間に突入した、請求項１に記載された装置。 ３．各フィルタ要素の大部分が清浄ガス容積内に突入した、請求項２に記載さ れた装置。 ４．前記フィルタ要素の清浄ガス端部の前面に取付けられた、前記フィルタ要 素を逆パルシングする装置をさらに含む、請求項２に記載された装置。 ５．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって、 外側容器内のガス容積を前記支持板上方の汚染ガス側と前記支持板下方の清浄ガ ス側とに分割する前記支持板をさらに含み、前記内側容器の上端は前記支持板の 開口に前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置されるように連結され、 前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前記汚染 ガス側に連結され、清浄ガス容積は前記内側容器の外側に配置され、前記フィル タ要素は前記内側容器の汚染ガス側から外方に前記内側容器外側の清浄ガス容積 内に突入し、また前記支持板下方の前記外側容器側壁の清浄ガス出口、および前 記外側容器底部の分離された粒子の出口であって、前記外側容器底部の粒子出口 に連結された前記出口を含む請求項２に記載された装置。 ６．前記一体のセラミックフィルタ要素の少なくともあるものが隣接する冷却 管の間の広いひれに設けられた開口に取付けられ、前記広いひれの幅は前記フィ ルタ要素の直径と元来本質的に同じである請求項１に記載された装置。 ７．前記一体のセラミックフィルタ要素の少なくともあるものが二つの隣接す る冷却管を曲げて離間し前記冷却管の間に前記セラミックフィルタ要素の直径に 対応する空間を形成することによって冷却管パネルに設けられた開口に取付けら れた請求項１に記載された装置。 ８．前記一体のセラミックフィルタ要素が冷却管パネルの開口に連結され、前 記フィルタ要素が前記冷却管パネルの両側またはいずれかの側で突出し、耐火材 の層が冷却管パネルの各側を、セラミック要素の両端および耐火材の表面が前記 内側容器の元来平滑な内外面を形成するようにカバーする請求項１に記載された 装置。 ９．フィルタ要素のための開口が互いに離れたいくつかの平行な列で設けられ 、その列において開口が互いに上下に離して設けられ、またさらに、前記一体の セラミックフィルタ要素の座を形成するための、周壁開口の少なくとも垂直部分 における連結要素、および前記連結要素を冷却するための、内側容器周壁の平面 に対して９０°の角度で前記セラミックフィルタ要素の間に配置された前記セラ ミックフィルタ要素の長さと本質的に同じ水平幅を有する垂直冷却管パネルを含 む請求項１に記載された装置。 １０．前記冷却管パネルがひれによって連結された２つから４つの垂直水冷管 から構成され、またさらに前記連結要素を冷却するための、前記冷却管を前記連 結要素に連結する伝熱ひれまたは棒を含む請求項９に記載された装置。 １１．前記外側容器側壁の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器のガス空間を前記支持板上方の清浄ガス側および前記支持板下方の汚 染ガス側に分割する前記支持板、前記内側容器の上端と前記支持板の開口の間の 連結部をさらに含み、そこで前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置さ れ、 前記内側容器の内部が前記支持板の開口を通って前記支持板上方の前記清浄ガス 側に連結され、汚染ガス容積は前記内側容器の外側に画定され、前記フィルタ要 素は前記内側容器の前記汚染ガス側から内方に前記内側容器内側の前記清浄ガス 容積内に突入し、また前記支持板上方の前記外側容器頂部の清浄ガス出口、およ び前記外側容器底部の分離された粒子の出口を含む請求項２に記載された装置。 １２．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記汚染ガス入口下方の内側容器、 前記入口を通って前記外側容器内に流れ込む汚染ガスを半径方向外向きに案内す るための、前記入口および前記内側容器間の案内要素、前記内側容器外側の汚染 ガス容積および前記内側容器内側の清浄ガス容積、前記外側容器底部の固体出口 導管、および前記内側容器の清浄ガス出口導管をさらに含む請求項２に記載され た装置。 １３．前記外側容器頂部の汚染ガス人口、前記汚染ガス人口下方の内側容器、 前記入口を通って前記外側容器内に流れ込む汚染ガスを半径方向外向きに案内す るための、前記人口および前記内側容器間の案内要素、前記内側容器外側の汚染 ガス容積および前記内側容器内側の清浄ガス容積、前記外側容器底部の固体出口 導管、および前記内側容器の清浄ガス出口導管をさらに含む請求項３に記載され た装置。 １４．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記汚染ガス入口下方の内側容器、 前記入口を通って前記外側容器内に流れ込む汚染ガスを半径方向外向きに案内す るための、前記入口および前記内側容器間の案内要素、前記内側容器外側の汚染 ガス容積および前記内側容器内側の清浄ガス容積、前記外側容器底部の固体出口 導管、および前記内側容器の清浄ガス出口導管をさらに含む請求項４に記載され た装置。 １５．前記外側容器側壁の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器内のガス空間を前記支持板上方の清浄ガス側および前記支持板下方の 汚染ガス側に分割する前記支持板、前記内側容器の上端と前記支持板の開口の間 の連結部をさらに含み、そこで前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置 され、前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前 記清浄ガス側に連結され、汚染ガス容積は前記内側容器の外側に画定され、前記 フ ィルタ要素は前記内側容器の前記汚染ガス側から内方に前記内側容器内側の前記 清浄ガス容積に突入し、また前記支持板上方の前記外側容器の頂部の清浄ガス出 口、および前記外側容器底部の分離された粒子の出口を有する請求項４に記載さ れた装置。 １６．前記外側容器側壁の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器内のガス空間を前記支持板上方の清浄ガス側および前記支持板下方の 汚染ガス側に分割する前記支持板、前記内側容器の上端と前記支持板の開口の間 の連結部をさらに含み、そこで前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置 され、前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前 記清浄ガス側に連結され、汚染ガス容積は前記内側容器の外側に画定され；前記 フィルタ要素は前記内側容器の前記汚染ガス側から内方に前記内側容器内部の前 記清浄ガス側に突入し、また前記支持板上方の前記外側容器頂部の清浄ガス出口 、および前記外側容器底部の分離された粒子の出口を含む請求項３に記載された 装置。 １７．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器内のガス容積を前記支持板上方の清浄ガス側および前記支持板下方の 汚染ガス側に分割する前記支持板をさらに含み、前記内側容器の上端は前記支持 板の開口に、前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置されるように連結 され、前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前 記汚染ガス側に連結され、清浄ガス容積は前記内側容器の外側に設けられ、前記 フィルタ要素は前記内側容器の前記汚染ガス側から外方に前記内側容器外側の清 浄ガス側に突入し、また前記支持板下方の前記外側容器側壁の清浄ガス出口、お よび前記内側容器底部の分離された粒子の出口であって、前記外側容器底部の粒 子出口に連結された前記粒子出口を含む請求項３に記載された装置。 １８．前記外側容器頂部の汚染ガス入口、前記外側容器上部の支持板であって 、外側容器のガス容積を前記支持板上方の汚染ガス側および前記支持板下方の清 浄ガス側に分割する前記支持板をさらに含み、前記内側容器の上端は前記支持板 の開口に、前記内側容器の大部分が前記支持板の下方に設置されるように連結さ れ、前記内側容器の内部は前記支持板の前記開口を通って前記支持板上方の前記 汚染 ガス側に連結され、清浄ガス容積は前記内側容器の外側に設けられ、前記フィル タ要素は前記内側容器の汚染ガス側から外方に前記内側容器外側の清浄ガス容積 に突入し、また前記支持板下方の前記外側容器側壁の清浄ガス出口、および前記 内側容器底部の分離された粒子の出口であって、前記外側容器底部の粒子出口に 連結された前記粒子出口を含む請求項４に記載された装置。 １９．前記内側容器の周壁が冷却管パネルから作られている請求項１に記載さ れた装置。 ２０．前記冷却管は水、蒸気または空気がそこを通って循環する請求項１に記 載された装置。 ２１．中に少なくとも一つの直立内側容器を備えた直立外側容器、および内側 容器の周壁に設置された開口に取付けられた複数の一体のセラミックフィルタ要 素を使用して４００℃以上の温度の大気圧または超大気圧のガスを濾過する方法 であって、 （a）４００℃以上の温度の粒子浮游ガスをセラミックフィルタ要素を通過さ せガスから粒子を濾過すること、および （b）少なくともセラミックフィルタ要素を取付けた内側容器の部分をそれら が濾過されるガスの温度より少なくとも約１００℃低い温度になるように冷却す ること の各工程を有する前記方法。