JPS6354913A - 集塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は１例えば溶鉱炉排ガス等の高温の含塵ガスから
効率良く粉塵を除去し得るコンパクトな集塵装置に関す
るものである。

「従来技術およびその問題点」 製鉄・窯業等の工業プラントにおける排ガス等の流体中
には多くの粉塵が含まれており、これらを大気中ないし
は系外へ放出することは問題あるところである。また、
溶鉱炉排ガス等の高温の排ガスの場合、排ガスの有する
熱エネルギを熱交換器等を介して回収することが通常行
なわれているが、上述したごとく、このような排ガス中
には多くの粉塵が含まれており、これによって熱交換器
等の伝熱部材が著しく摩耗し、数年毎に交換を必要とし
ており、その費用および工事の手間は多大なものとなっ
ている。このような点から含塵ガスから粉塵を除去する
技術が必要とされている。

ところで、含塵ガスより粉塵を除去する集塵装置として
は、従来よりバグフィルタなどの濾布を用いたものが使
用されているが、これらの装置の場合、濾布が耐熱性に
乏しいため、含塵ガスの温度が例えば２５０℃を超える
と、もはや使用できないものであった。

近年、このような高温の含塵ガスの浄化に適用できるも
のとして、セラミックスフオームやセラミックスハニカ
ムなどの通気性を有するセラミックス壁などを濾過材と
して用いた集塵装置が提供されており１例えば本出願人
らが先に提案した特開昭５９−２０６０２８号、特開昭
５９−２２５７２１号公報に示される集塵装置などが挙
げられる。これらの装置はいずれも通気性を有する多孔
質のセラミックス管等の性情の内側に含塵ガスを送入し
、ｉｌ！筒の壁面を通過させて清浄ガスを取り出すもの
である。

一方性情の壁面によって通過を阻止された粉塵は、その
一部が性情の内壁に付着し、大部分は性情内部を落下し
て性情の下方に設けられたダストホッパに集められる。

このような集塵装置においては、連続して集塵操作を行
なっていると、次第に粉塵層が性情内面に堆積してしま
い、これにより性情における通気抵抗が上昇するため濾
過に要する差圧が大きくなり、濾過効率を低下させてし
まう、このため所定時間の集塵操業毎に清浄ガス流路側
から含塵ガス流路側へ流体を流して堆積していた粉塵を
除去する、いわゆる逆洗操作が必要となる。

ところで含塵ガスの粉塵濃度が４０　ｇ／Ｎｍ”以上と
いった高濃度の場合でも、こうした性情の上方から性情
内に含塵ガスを導入する方式の集塵装置においては、性
情入口での含塵ガス速度を約５ｍ／ｓ以上の高速度とす
れば、１！Ｉ筒内部を落下していく粉塵自身が性情内壁
に堆積している粉塵を削り落す自己清浄作用があるため
、差圧上昇速度は低くおさえることができる。しかしな
がら逆洗操作を頻繁に行なう必要性は、この状態におい
ても依然として存続しており、さらに濾過能力の低下を
防止する対策が望まれるところである。

この点において、含塵ガスを集塵装置にかける前に予備
除塵を行なって、集塵装置に導入される含塵ガスの粉塵
濃度を低減させておくことは有用である。しかしながら
、サイクロン方式、ダストキャツチャ方式などの、従来
より製鉄業等で行なわれている予備除塵方法では、これ
らの装置が本体の集塵装置と同等以上の容積を必要とす
ること、また本体の集塵装置と一体構造にすることが困
難であるといった欠点が生じていた。またバックル板を
本体の集塵装置内に設置することによる予備除塵方式も
考えられるが、この方式の場合、除塵効率が高くないと
いう問題点があった。

そこで本発明者らは、先に特願昭８１−１２２３８８に
おいて、含塵ガス導入口を備える入口ヘッダと、清浄ガ
ス取出し口と、ダストホッパとを有する缶体内に、通気
性を有する多孔質体よりなる性情が配置され、前記含塵
ガス導入口から前記性情内部を通り前記ダストホッパに
至る含塵ガス流路と、前記性情外周から前記清浄ガス取
出し口に至る清浄ガス流路とが形成された集塵装置にお
いて、前記入口ヘッダ内には前記含塵ガス導入口からの
含塵ガスが処理されるルーバ除塵器が配置され、このル
ーバ除塵器のガス流出口は前記濾筒の入口に連通され、
前記ルーバ除塵器の粉塵流出口は導管を通して前記ダス
トホッパに通じていることを特徴とする集塵装置を提案
した。

この集塵装置では、ルーバ除塵器の粉塵流出口は導管を
経てダストホッパ内に開口している。

したがって導管の開口端がダストホッパ底部の粉体層内
に挿入されていると、この粉体層がガス流れを閉塞し、
ルーバ除塵器の粉塵流出口でのガス流速がゼロとなる。

そのため、ルーバ除塵器で分離されるのは比較的粗大な
粉塵に限られていた。またルーバ除塵器に導入される含
塵ガス流速が低下すると、ルーバ除塵器の集塵効率も、
この流速低下の影響をもろに受けて、大幅に低下するも
のであった。

一方、導管の開口端が前述の粉体層よりも上部にあった
り、粉体層が無い場合には、ルーバ除塵器の粉塵流出口
からの含塵ガスが、導管を通りダストホッパを経て性情
内に上向きに逆流したりする問題点があった。

「発明の目的」 本発明は、上記のごとき従来技術の有する問題点を解決
しようとするものであり、すなわち、含塵ガスから効率
よく粉塵を除去し得、高い粉塵濃度の含塵ガスに長時間
連続的に適用しても濾過効率の低下が少なく、ルーバ除
塵器での集塵効率が高く維持され、しかもコンパクトな
集塵装置を提供することを目的とする。

「発明の概要」 本発明は、含塵ガス導入口を備える入口ヘッダと、清浄
ガス取出し口と、ダストホッパとを有する缶体内に、通
気性を有する多孔質体よりなる性情が配置され、前記含
塵ガス導入口から前記性情内部を通り前記ダストホッパ
に至る含塵ガス流路と、前記性情外周から前記清浄ガス
取出し口に至る清浄ガス流路とが形成された集塵装置に
おいて、前記入口ヘッダ内には前記含塵ガス導入口から
の含塵ガスが処理されるルーバ除塵器が配置され、この
ルーバ除塵器の低含塵ガス流出口は前記装置の入口に連
通され、前記ルーバ除塵器の高含塵ガス流出口は別異の
集塵装置の含塵ガス導入口に通じていることを特徴とす
る。

したがって、含塵ガスは、まず含塵ガス導入口からルー
バ除塵器に導入される。ルーバ除塵器において、含塵ガ
ス中の粗大な粉塵の大部分のみならず、中程度ないしは
微細な粉塵のかなりの部分が、ガス主流と分離され、少
量のガスとともに高含塵ガス、すなわち、導入された含
塵ガスよりは粉塵濃度の高くなったガスを形成する。こ
の高含塵ガスはルーバ除塵器の高含塵ガス流出口を経て
別異の集塵装置の含塵ガス導入口に導かれ、この別異の
集塵装置によって清浄ガスまたは低含塵ガスと粉塵とに
分離される。

また、ガス主流は、主として中程度ないしは微細な粉塵
を若干量含有していて低含塵ガス、すなわち、導入され
た含塵ガスよりは粉塵濃度の低くなったガスを形成する
。この低含塵ガスは、ルーバ除塵器の低含塵ガス流出口
を出てからこれに連通ずる性情入口に導かれ、ざらに性
情内部に入り、性情の隔壁を通して清浄化され、清浄ガ
ス流路を通って清浄ガス取出し口から取出される。そし
て、性情で分離された粉塵は、そのまま性情内部を通っ
てダストホッパに集められる。

このように、ルーバ除塵器によって含塵ガス中の主要な
粉塵を除去した後、性情に通して除塵を行なうようにし
たので、性情内壁に堆積する粉塵の量を少なくして性情
の目づまりを長期間防止することができ、ガスの圧力損
失を増大させることなく安定した長期間の連続運転を可
能とすることができる。また、予備除塵手段としてルー
バ除塵器を採用し、このルーバ除塵器を一体化された缶
体内に組込むことにより、装置をコンパクトにすること
ができる。

モしてルーバ除塵器の高含塵ガス流出口は別異の集塵装
置の含塵ガス導入口に通じているので。

この別異の集塵装置を作動せしめることにより、この高
含塵ガス流出口では、つねにある程度の速度をもってガ
スが流れていることとなる。したがって、この高含塵ガ
ス流出口でのガス流れがない場合に比べてルーバ除塵器
の集塵効率が向上し、比較的粗大な粉塵に限られず、中
程度ないしは微細な粉塵のかなりの部分もガス主流から
分離されることとなる。また、このように高含塵ガス流
出口で、ある程度のガス流速を備えていることにより、
含塵ガス流速が大幅に低下してもルーバ除塵器の集塵効
率はそれほど低下しない、これらのことは性情での集塵
負荷の低減となって性情の逆洗頻度の低下をはじめとし
て、装置の運転の効率化に寄与する。

「発明の実施例」 第１図には、本発明の集塵装置の一実施例が示されてい
る。

この集塵装置は、全体として主集塵装置りおよび副集塵
装置Ｅから構成されている。

主集塵装置りは上端部に含塵ガス導入口１を備えた入口
ヘッダ１５を有し、下端部には操作時においては閉鎖さ
れ、また堆積した粉塵を除去する際には開放されるダス
ト排出口１８を備えたダストホッパ２を有し、また側面
部に複数の清浄ガス取出し口３を有する缶体４を備えて
いる。

缶体４内には、複数の管板５が上下に多段状に配設され
、これらの管板５を介して複数の性情６が互いに平行に
上下に立設されて支持されている。各性情６は、上下に
連続した一本のもめからなっていてもよいが、複数本の
ものが中段の管板５において上下に接続されて構成され
ていてもよい、各性情６の外周は、清浄ガス室１１とな
っており、これらの性情６により、含塵ガス流路Ａと清
浄ガス流路Ｂが区画されている。

入口ヘッダ１５内にはルーバ除塵器７が配置され、含塵
ガス導入口１からの含塵ガスは、まず、このルーバ除塵
器７によって処理されるようにされている。ルーバ除塵
器７の下端部は導管８に接続され、この導管８は前記清
浄ガス流路Ｂと隔離されて別異の集塵装置である副集塵
装置Ｅへと延長されており、ルーバ除塵器７と共に管路
Ｃを構成している。

副集塵装置Ｅは主集塵装置りと同タイプの濾過式集塵装
置であり、主集塵装置りよりかなり小規模とされている
。副集塵装置Ｅは含塵ガス導入口１７、濾過体１８、清
浄ガス出口１９、ダストホッパ２０を備え、管路Ｃが含
塵ガス導入口１７に接続されている。清浄ガス出口１９
は前記清浄ガス流路Ｂに接続されてもよいし、独立して
いてもよい、また、ダストホッパ２０も主集塵装置りの
ダストホッパ２に接続されてもよいし、独立していても
よい、さらに主集塵装置りと同様な構成をとって、ルー
バ除塵器を備えることも可能である。

ルーバ除塵器７の外周は含塵ガス室９となっており、ル
ーバ除塵器７で処理されたガスはこの含塵ガス室９から
各濾筒６内に送入される。

ルーバ除塵器７の材質は、金属、セラミックスなど各種
のものが使用できるが、高温排ガスに適用するためには
、耐熱性に優れたセラミックスが好ましい。また、性情
６の材質も、焼結金属、セラミックス織布、セラミック
ス不織布、多孔質セラミックスなどの各種のものが使用
できるが、高温排ガスに適用するためには、耐熱性に優
れた多孔質セラミックスが好ましい。

この集塵装置においては、含塵ガスが含塵ガス導入口１
より導入されると、ガス主流はその流れの向きを変えて
ルーバ除塵器７の各羽根の間隙を通過して含塵ガス室９
へと流れこむ、一方、含塵ガス中の粗大粉塵をはじめと
する多くの粉塵はその運動方向を変えがたく、慣性力に
より下方へと降下するため、ルーバ除塵器７の間隙を通
過することなく、そのまま導管８を通って一部のガスと
ともに高含塵ガスとなって副集塵装置Ｅの含塵ガス導入
口１７に導かれる。この高含塵ガスは副集塵装置Ｅの濾
過体１８にて粉塵と清浄ガスとに分離され、清浄ガスは
清浄ガス出口１９より導出され、粉塵はダストホッパ２
０に集められる。

ルーバ除塵器７により、粉塵濃度が低くなったガスは、
含塵ガス室９より各濾筒６内に導入され、各濾筒６の壁
面を通過して清浄化される。こうして清浄化されたガス
は、清浄ガス室１１から清浄ガス取出し口３へと導出さ
れる。一方、濾筒６によって捕捉された粉塵は、濾筒６
内部を下降してダストホッパ２へ集められる。

このように、含塵ガスを予めルーバ除塵器７で処理して
主要な粉塵を除いた後、濾筒６内に導入してざらに除塵
を行なうようにしたので、ｉ！！筒６の内壁に堆積する
粉塵の量は比較的少なく、長期間運転しても目づまりが
生じにくくなる。

勿論、長期間の運転の後、性情６の壁面に粉塵が付着し
て所定の通気抵抗以上となった場合には、清浄ガス取出
し口３から流体を送入し、清浄ガス流路Ｂ側から含塵ガ
ス流路Ａ側へと通気し、逆洗操作を行なうこともできる
。

第２図には１本発明の集塵装置の別の実施例が示されア
いる。この実施例は、集塵装置の規模が大きくなった場
合に好適な例である。すなわち、入口ヘッダ１５内には
含塵ガス導入口１からの含塵ガスを処理するための複数
のルーバ除塵器７が並列に配置され、各ルーバ除塵器７
はそれぞれ個別の導管８に接続され、複数の管路Ｃを構
成している。そして、各導管８は副集塵装置Ｅへと延長
されている。ルーバ除塵器７の外周は含塵ガス室９とな
っており、ルーバ除塵器７で処理されたガスはこの含塵
ガス室９から対応する各癌筒６に導かれる。この実施例
では、各ルーバ除塵器７とそれに対応する癌筒６の群と
を一つの区画に仕切る隔壁１２が設けられているが、こ
の隔壁１２は必ずしも必須なものではない。

したがって、この実施例では、含塵ガス導入口１より導
入された含塵ガスは、複数のルーバ除塵器７によって処
理され、主要な粉塵を除去されて含塵ガス室９内に流出
した後、対応する各癌筒６内に導入される。そして、各
癌筒６の隔壁を通過してさらに残存する粉塵を除去され
、清浄ガス室１１から清浄ガス取出し口３へ導出される
。このように、含塵ガスを複数のルーバ除塵器７で処理
するので、含塵ガスの流量が多い場合にもガスの圧損を
増大させることなく、−度に処理することが可能である
。

第３図には、これらの実施例において採用されるルーバ
除塵器７の一例が示されている。このルーバ除塵器７は
、含塵ガスが流入する管路Ｃの両側に、複数枚の羽根１
３を傾斜させて互いに平行に配列し、管路Ｃの含塵ガス
流入方向に対して斜め後方に開口する間隙１４を形成す
るようにしたものである。この場合、管路Ｃは全体とし
て下流に向けて次第に狭められるように構成されており
、そのＶ形角度θ１は４″程度とされる。また、管路Ｃ
に対する羽根１３の傾斜角θ２は２Ｏ４程度とされる。

さらに、羽根１３の厚さｔはｌｈｍ、　＠Ｗは４０■、
間隔Ｇは８０ｍｍ、羽根１３の枚数は片側で１８枚程度
とされる。

こうした条件で構成されたルーバ除塵器７は、導入され
る含塵ガス流量の約ｌＯ％を導管８から導出させること
により、６０ル膳以上の粒径の粉塵を９５％程度分離す
ることができ、結果的に癌筒６にて捕捉される粉塵を８
０％程度削減することができる。それに伴なって逆洗操
作に使用するユーティリティも７０〜８０％程度削減す
ることができる。なお、上記ルーバ除塵器７の条件は、
含塵ガスの流速や処理量などによって適宜設計変更され
るものである。

本発明の集塵装置は、スペース・セービングの見地から
も、予備除塵装置としてサイクロン、ダストキャツチャ
を設置した場合に比べてはるかに小規模であり（容積、
設置面積とも１７２以下）、ルーバ除塵器と主集塵装置
りを別置した場合と比較しても容積で約１５％削減でき
、さらに途中の配管などによる圧力損失をなくすことが
できるために、別置方式に比較して約２０％程度圧力損
失を低下できる。副集塵装置Ｅは主集塵装置りの６〜８
％程度の規模で充分なことが多い。

本発明の集塵装置において、ルーバ除塵器７を第４図お
よび第５図に示すような横置きとすることもできる。す
なわち、缶体４の上部に、側方に開口する含塵ガス導入
口１を備える入口ヘッダ１５が設けられ、この含塵ガス
導入口１に連続してルーバ除塵器７が横置きに配置され
ている。ルーバ除塵器７の高含塵ガス流出口に接続され
た導管８は、缶体４と分離して外部に引き出され、副集
塵装置Ｅに連通されている。含塵ガスは、ルーバ除塵器
７で主要な粉塵を除去された後、含塵ガス室９に流出し
、装置６を通ってその隔壁から清浄ガス室１１に流出し
、清浄化されて清浄ガス取出し口３から取出される。ル
ーバ除塵器７で分離された主要な粉塵は、少量のガスに
随伴して導管８を通って副集塵装置Ｅにて処理されてダ
ストホッパ２０に集められ、装置６で分離された粉塵は
そのまま極部６を通ってダストホッパ２に集められる。

このようにルーバ除塵器７を横置きとすることにより、
より省スペース化することができる。しかし、粉塵比重
が大きな含塵ガスの場合にはガス流速を大きくとらない
とルーバ床にダストが堆積するおそれがあり、そのよう
な場合は前記の実施例において示したように縦置きとす
ることが好ましい。

また、本発明の集塵装置において、ルーバ除塵器７と連
結される導管８は、性情６内部に挿通された構造とする
ことも可能である。かかる構造の典型例が第６図に示さ
れている。この場合、管路Ｃと清浄ガス流路Ｂとを隔離
するために導管８を管板５によってシールする必要がな
くなり、管板５でシールする際の導管８の熱膨張を考慮
する必要がなくなる。このため、シール構造が簡略化さ
れる利点がある。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、含塵ガスを予め
ルーバ除塵器で処理して主要な粉塵を除去した後、性情
内に送入して性情の隔壁を通してさらに清浄化するよう
にしたので、性情内壁に堆積する粉塵の量を少なくし、
性情の目づまりを防止して、長期間の安定した連続運転
が可能となる。また、性情における粉塵付着による圧力
損失の上昇速度も低下するため、フィルター差圧が低減
でき、この結果システムに必要とされるガス圧送などに
要するファンの動力を低減することができる。さらに１
回収されたダストの再資源化、および高温ガスからの直
接除塵の可能性による後流での熱回収効果が大であるこ
と、後流でのメンテナンスが楽であることなどを合わせ
ると、省エネルギー効果が大きなことが認められる。さ
らにまた、予備除塵手段としてルーバ除塵器を用い、こ
のルーバ除塵器の高含塵ガス流出口を別異の集塵装置の
含塵ガス導入口に通じるようにして、ルーバ除塵器にブ
ローダウン機能を持たせたため、除塵効率が向上する。

またルーバ除塵器を缶体内に一体化したことにより、装
置をコンパクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の集塵装置のそれぞれ異
なる実施例を示す縦断面図、第３図は本発明の集塵装置
に用いられ得るルーバ除塵器の一例を示す断面図、第４
図は本発明の集塵装置のさらに別の実施例を示す縦断面
図、第５図は第４図におけるｖ−ｖ線に沿った断面図、
第６図は本発明の集塵装置のさらにまた別の実施例を示
す縦断面図である。 ｌ：含塵ガス導入口、２：ダストホッパ、３：清浄ガス
取出し口、４：缶体、５：管板、６：性情、７：ルーバ
除塵器、８：導管。 ９：含塵ガス室、１１：清浄ガス室、 １５：入口ヘッダ、Ａ：含塵ガス流路、Ｂ：清浄ガス流
路、Ｃ：管路、 Ｄ：主集塵装置、Ｅ：副集塵装置。 栴　１　　＠ 第　２　図 豹　３１コ 第　タ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、含塵ガス導入口を備える入口ヘッダと、清浄ガス取
   出し口と、ダストホッパとを有する缶体内に、通気性を
   有する多孔質体よりなる濾筒が配置され、前記含塵ガス
   導入口から前記濾筒内部を通り前記ダストホッパに至る
   含塵ガス流路と、前記濾筒外周から前記清浄ガス取出し
   口に至る清浄ガス流路とが形成された集塵装置において
   、前記入口ヘッダ内には前記含塵ガス導入口からの含塵
   ガスが処理されるルーバ除塵器が配置され、このルーバ
   除塵器の低含塵ガス流出口は前記濾筒の入口に連通され
   、前記ルーバ除塵器の高含塵ガス流出口は別異の集塵装
   置の含塵ガス導入口に通じていることを特徴とする集塵
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記入口ヘッダ内
   には前記含塵ガス導入口からの含塵ガスが処理される複
   数のルーバ除塵器が配置され、これらのルーバ除塵器の
   低含塵ガス流出口が前記濾筒の入口に連通され、これら
   のルーバ除塵器の高含塵ガス流出口が別異の集塵装置の
   含塵ガス導入口に通じている集塵装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項において、前記
   濾筒はセラミックスからなる集塵装置。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一に
   おいて、前記ルーバ除塵器の高含塵ガス流出口は導管を
   経て別異の集塵装置の含塵ガス導入口に通じており、該
   導管は前記濾筒の内部に挿通されている集塵装置。