JPH10180149A - サイクロン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マルチサイクロンの閉塞を容易に解除すること
ができ、安定な連続運転が可能なサイクロン装置を提供
する。 【解決手段】化石燃料や廃棄物を燃焼，分解，ガス化等
により高温ガスを発生させ、この発生ガス中の固体を、
高温下で遠心力により分離除去するサイクロン装置にお
いて、前記装置に、脚底部外周域に発生する圧を静圧測
定管で測定しサイクロンの閉塞を検知する検知手段と、
系外に設けた固体粒子供給装置から供給された粒子を各
サイクロン入口部に導入し前記閉塞を解除する解除手段
とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサイクロン装置の改
良に係わり、特に容器内に複数本のサイクロンを収納し
たサイクロン（マルチサイクロン）装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】サイクロンは取扱が容易で古くから脱塵
装置として使用されている。特に、近年はサイクロンの
効率を可能なかぎり向上させ、微細なダストをも捕集す
るリサイクル技術（例えば特開昭５５−４４３６８号公
報、特公平６−９８２５５号公報）が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにリサイクル
技術を採用したサイクロン装置は、微細なダストをも充
分捕集することができ、ダスト捕集の点では非常に有効
なものであるが、しかし微細なダストは、微細になれば
なるほど重量が軽くなり、壁への付着力が増し、サイク
ロン脚内壁でのダスト付着による閉塞が起りやすくな
る。

【０００４】特に一つの入口と一つの出口を持つ容器内
に複数本のサイクロンを収納しているマルチサイクロン
（各サイクロン入口は容器入口管と並列に接続されてい
る）では、脚内での閉塞が起りやすい。脚部でダストの
閉塞が起るとサイクロンに流入したガスとダストはその
まま出口から流出することになり、後続の機器に障害を
およぼすことになる。

【０００５】一般にサイクロンを単体で使用する場合に
はサイクロンの入口、出口圧を計測し、出入口の差圧を
監視することで閉塞は検知できる。しかし、マルチサイ
クロンでは各サイクロンの入口と出口が共通の管である
ため、出入口の差圧を監視しても何れのサイクロンが閉
塞しているのか検知できないことから、その閉塞を解除
することが難しく安定な連続運転ができなくなる恐れが
ある。

【０００６】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、マルチサイクロンの閉塞を容易に
解除することができ、安定な連続運転が可能なこの種の
サイクロン装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、化石
燃料や廃棄物を燃焼，分解，ガス化等により高温ガスを
発生させ、この発生ガス中の固体を、高温下で遠心力に
より分離除去するサイクロン装置において、前記装置
に、脚底部外周域に発生する圧を静圧測定管で測定しサ
イクロンの閉塞を検知する手段と、系外に設けた固体粒
子供給装置から供給された粒子を各サイクロン入口部に
導入しサイクロンの閉塞を解除する解除手段とを設け、
所期の目的を達成するようにしたものである。

【０００８】またこの場合、前記粒子供給装置より供給
される固体粒子の径を、サイクロンで捕集可能な粒子径
としたものである。

【０００９】すなわちこのようなサイクロン装置である
と、正常な運転時、サイクロンにはダスト含有ガスが入
口から導入され、内部では数十ｍ／ｓの旋回流が発生し
ている。旋回流は入口部からコーン部、脚部、内筒部を
へて出口にいたるまで持続し、サイクロン内は旋回流に
よる圧力差が生じている。

【００１０】本発明では、各サイクロンの脚底部からホ
ッパに旋回噴出するガス流れにより、脚底部外周域に発
生する圧を静圧測定管で測定する。また旋回流れの影響
を受けない脚底部から遠く離れたホッパの壁近傍の圧を
静圧測定管で測定する。正常運転時には、旋回噴出する
ガスにより、脚底部外周域に発生する静圧はホッパの壁
近傍の静圧に対して約４００ｍｍＰａ程度低い値となっ
ている。しかし、サイクロンの脚内部でダストの付着、
あるいは閉塞が起ると脚底部からの旋回噴出ガス量が減
少、あるいは噴出しないため脚底部外周域には旋回流れ
による静圧に変化が起り、ホッパの壁近傍の静圧と等し
くなる傾向を示す。すなわち、各サイクロンの脚底部外
周域で静圧を測定し、ホッパの壁近傍の静圧を測定し、
その差を常時監視することにより、サイクロン脚内の閉
塞状態を判別できる。

【００１１】閉塞ぎみのサイクロン（たとえば正常運転
時の差圧が約４００ｍｍＰａ程度であるのに対し、２０
０ｍｍＰａ程度の差圧になった場合）には、系外に設け
た固体粒子供給装置と該装置から供給された粒子を各サ
イクロン入口部に導入する固体粒子導入管から比較的大
きな粒子（サイクロンで捕集可能な砂、石灰石等の大き
な粒子）を供給する。サイクロン内に供給した粒子は旋
回流で加速され、サイクロン脚内に付着している閉塞物
をはぎとる。大きな粒子を供給するのは加速した時に大
きな運動エネルギを持たせるためである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１にはそのサイクロン装置が
断面で示されている。２がマルチサイクロン入口であ
り、４，５，６がサイクロン、１０がこれらを収納した
容器である。固体を含む燃焼排ガス１は複数のサイクロ
ンを収納した容器１０に開孔接続したマルチサイクロン
入口２をへて各サイクロン入口３からそれぞれのサイク
ロンに導入される。

【００１３】導入されたガスはサイクロン内部で旋回流
となり外筒４、コーン５、脚６を下降してダストとガス
の一部をホッパ１１に噴出する。ダストはホッパ１１内
を沈降し、ホッパ出口１２、ダスト排出系１３により系
外に排出される。一方、ホッパ１１に噴出されたガスは
ホッパ内で反転しダストを分離した後、脚の中心軸周囲
を上昇し、コーン部で反転したダストを分離したガスと
合流して内筒７から流出する。ダスト分離後の浄化ガス
９はマルチサイクロンの出口８から後続の機器に至る。

【００１４】各サイクロンの閉塞状態を監視する静圧測
定器１４は、金属製の管で、管の先端部はサイクロン脚
の底面より５０ｍｍ下、脚の外壁より１０ｍｍ離れた位
置に設置する。また、管は連絡管１５で差圧計１７の低
圧側と連結する。一方、ホッパの静圧測定器１６も静圧
測定器１４と同様の管で、静圧を測定する管の先端部は
サイクロン脚からの噴出ガス流れの影響しない位置、す
なわち、脚底部から遠くはなれたガス流れの無い位置と
し、その他端は差圧計１７の高圧側と連結される。

【００１５】なお、他のサイクロンについても同様に脚
の周囲には静圧測定器１８を設置し、片端は差圧計１９
の低圧側に、ホッパの静圧測定器からの管端を差圧計１
９の高圧側と連結する。各サイクロンの閉塞解除装置
は、粒子を供給する粒子供給装置，すなわち粒子貯蔵タ
ンク２０、ブラスト粒子２１を一定量で供給する定量フ
イーダ２２、バルブ２３、供給管２４、ストップ弁２
５、粒子導入管２６を備えている。

【００１６】本実施例での閉塞状況監視の静圧測定位置
は上記した位置としたが、これに限定されるものではな
い。基本は各サイクロンの脚底部からホッパに噴出する
旋回ガス流で該部周囲に発生する静圧と、ホッパ内部の
旋回流が起っていない位置での静圧を比較することで閉
塞状況を検知するものである。サイクロンが正常に運転
されていれば、サイクロンの脚底部からは旋回下降流が
ホッパに噴出する。その結果、脚底部の周囲にも旋回流
が発生し静圧分布ができる。

【００１７】また、サイクロンの脚内が閉塞ぎみ（脚内
壁にダストが付着し内径が細くなった状態）の場合には
旋回下降流が弱まり、ホッパに噴出されるガス量が減少
して脚底部周囲の旋回流は弱くなり、静圧分布も小さく
なる。完全に脚内が閉塞すれば脚からの旋回下降流は噴
出せず、脚底部の周囲には静圧分布は発生しない。旋回
下降流により脚底部周囲では静圧分布以外にも、動圧に
よる分布が発生する。

【００１８】この動圧を測定することで脚の閉塞を測定
することも可能であるが、動圧測定時には圧測定管の先
端をガス流れ方向に並行に設置するため同伴されるダス
トが直接管内に入り込み管を閉塞する場合があるので、
この図には示していないが連絡管１５にはパージガスを
供給して、動圧測定管へのダストの侵入防止を図る必要
がある。これに対し、静圧測定はガス流れに対して先端
をガス流れと直角に設置するのでダストの侵入がほとん
ど無いためパージガスは少量供給すればよい。

【００１９】次に、上記の基本構成からなるマルチサイ
クロン装置での一実施例を説明する。内径１２２０ｍｍ
Φ高さ４０６０ｍｍの容器内に１２本のサイクロンを設
置し、各サイクロンの入口は３００ｍｍΦのマルチサイ
クロン入口に並列に接続した。各サイクロンは外筒内径
２００ｍｍΦ、入口上部から脚底面までの高さ１４２０
ｍｍである。各サイクロンの閉塞状態を監視する静圧測
定器１４は内径６ｍｍΦの金属製の管で、管の先端部は
各サイクロン脚の底面より５０ｍｍ下、脚の外壁より１
０ｍｍ離れた位置に設置した。

【００２０】一方、ホッパの静圧測定器１６は内径６ｍ
ｍΦの金属管で、管の先端部は容器の底部より３０００
ｍｍ上の壁から１０ｍｍ離れた位置に設置した。ホッパ
静圧測定器の他端は差圧計の高圧端に、各サイクロン脚
周囲の静圧測定器の他端は差圧計の低圧端に接続した。

【００２１】粒子貯蔵タンクには０.５ｍｍ〜１ｍｍの
石灰石粒子を充填し、定量フイーダからの石灰石供給量
は各サイクロンに流入するガス量１Ｉあたり１００Ｇに
なるように設定した。定量フイーダからの石灰石を気流
搬送するため、定量フイーダの下に設置したバルブ２３
とストップ弁２５の間にある供給管２４には系外から管
内流速で２０ｍ／ｓで空気を供給できる配管を設置した
（図示していない）。

【００２２】閉塞検知、閉塞解除試験ではマルチサイク
ロン入口からガスを２０００ｍ／ｈ、平均粒子径２μｍ
のダストを４０ｋｇ／ｈで供給した。各サイクロンが正
常に動いている時には１２台の差圧計の差圧は何れも４
００Ｐａであった。運転を継続し、脚にダストが付着し
始めたサイクロン（仮にＮＯ．１ＣＹと記す）では差圧
が徐徐に低下し２００Ｐａになった。

【００２３】そこで、ＮＯ．１ＣＹの入口に接続されて
いる粒子導入管２６に接続されたストップ弁２５を開
け、該管に２０ｍ／ｓでガスを流しておいて、定量フイ
ーダを起動した。その結果、ＮＯ．１ＣＹの差圧計の差
圧は上昇し、最終的には正常運転時と同じ４００Ｐａに
回復した。

【００２４】本実施例ではブラスト粒子０．５ｍｍ〜１
ｍｍの石灰石を用いたが、これに限定されるものではな
く、サイクロンの内壁材の対摩耗性能、付着物の付着力
等によりブラスト粒子の径や物質は変化できる。また、
差圧計の差圧偏差レベルがどの程度になったらブラスト
粒子を供給するか、停止するか等は実施例に限定される
ものではない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、装置に、サイクロン脚底部周辺域での圧力差により
閉塞を検知する手段と、粒子供給装置より供給された固
体粒子にてサイクロンの閉塞を解くようにした解除手段
とにより、マルチサイクロンの閉塞の検知、またその閉
塞を容易に解除することができ、安定な連続運転が可能
なこの種のサイクロン装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサイクロン装置の一実施例を示す縦断
側面図である。

【符号の説明】

１…燃焼排ガス、２…マルチサイクロン入口、３…サイ
クロン入口、４…外筒、５…コーン部、６…脚、７…内
筒、８…マルチサイクロン出口、９…浄化ガス、１０…
容器、１１…ホッパ、１２…ホッパ出口、１３…ダスト
排出系、１４…静圧測定器、１５…連絡管、１６…ホッ
パの静圧測定器、１７…差圧計、１８…静圧測定器、１
９…差圧計、２０…粒子貯蔵タンク、２１…ブラスト粒
子、２２…定量フイーダ、２３…バルブ、２４…供給
管、２５…ストップ弁、２６…粒子導入管、２７…弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲田 徹 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 川部 隆平 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 岡崎 輝幸 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 久下沼 修一 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 池内 和雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 倉本 正治 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 バ ブコック日立株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化石燃料や廃棄物を燃焼，分解，ガス化
   等により高温ガスを発生させ、この発生ガス中の固体
   を、高温下で遠心力により分離除去するサイクロン装置
   において、 前記装置に、脚底部外周域に発生する圧を静圧測定管で
   測定することによりサイクロンの閉塞を検知する手段
   と、系外に設けられた固体粒子供給装置から供給された
   粒子を各サイクロン入口部に導入し前記サイクロンの閉
   塞を解除する解除手段とを設けたことを特徴とするサイ
   クロン装置。
2. 【請求項２】 前記粒子供給装置より供給される固体粒
   子は、サイクロンで捕集可能な粒子径を有するものであ
   る請求項１記載のサイクロン装置。