JPH05253426A - 高温加圧ガス用除塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加圧燃焼排ガスの除塵をする場合など、ガス中
に多量の煤を含む塵が排出されることがあり、除塵装置
中に含塵ガスが滞留する箇所があると塵が発火してフィ
ルタ管を損傷するので、この現象を回避できる除塵装置
を提供する。 【構成】フィルタ管３の間を横切る垂直な仕切り８を設
けて含塵ガスの流れを規制し、含塵ガス空間のガス導入
口６から隔たった箇所にガス吸入口１６を設けて、含塵
ガスが滞留する箇所をなくす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はムライト質、コージライ
ト質、炭化珪素質などのセラミックスあるいは２０Ｃｒ
５Ａｌステンレス鋼などの耐熱合金の多孔質材からなる
有底のフィルタ管が組み込まれた、逆洗によってフィル
タ機能の再生が行われる除塵装置であって、加圧流動床
ボイラ、石炭直接燃焼装置（Ｃｏａｌ Ｄｉｒｅｃｔ
Ｆｉｒｉｎｇ）、石炭ガス化プラントなどにおいて排出
される高温加圧ガスの除塵に好適なキャンドル型の除塵
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスフィルタが組み込まれたキ
ャンドル型除塵装置は、低レベルの放射性廃棄物の焼却
炉の燃焼排ガスの高温除塵に実用化されているが、この
燃焼排ガスは塵の濃度が小さく燃焼負荷の変動も極めて
僅かであり、いわば極めて限られた用途に実用化されて
いるにすぎない。

【０００３】しかし一方において、セラミックスフィル
タが組み込まれた除塵装置は、石炭を燃料とする次世代
のクリーン（排出される燃焼排ガスが低ＮＯX 、低ＳＯ
X であるもの）発電プラントを構成する石炭ガス化プラ
ントや加圧流動床ボイラを実用化するための鍵となる要
素技術と考えられており、現在世界各国で実用化に向け
て懸命の努力が払われている。

【０００４】セラミックスフィルタが組み込まれた除塵
装置を発電プラント等の排ガスの除塵に使用する場合、
プラント全体の運転状態の変動に柔軟に対応できるもの
でなければならない。特に、石炭を燃料とする加圧流動
床ボイラの燃焼排ガスの除塵では、ボイラの負荷を増す
操作を行うと、ボイラ中の酸素濃度が不足ぎみになって
煤をはじめとする多量の未燃焼成分が排出される。

【０００５】バブリングベッド型流動床ボイラの場合、
流動層の層高が低い低負荷運転時においてボイラ燃焼負
荷の変動がなされると、燃焼排ガス中の酸素濃度が高い
場合にも多量の未燃焼成分が燃焼排ガス中に排出され、
燃焼排ガス中には煤の他に１０００ｐｐｍを超える一酸
化炭素が含まれる場合もしばしばである。このような状
況下で、燃焼排ガス中の塵の濃度は定常時の５〜１０倍
に増え、塵に含まれる未燃焼成分の割合が３０％以上に
なることがある。

【０００６】加圧流動床ボイラの燃焼排ガスの除塵にお
いては、サイクロンにより粗除塵された燃焼排ガスをセ
ラミックスフィルタが組み込まれた除塵装置に導入する
システムが指向されているが、サイクロンは燃焼排ガス
中の塵の濃度が急増するような過渡的状態において有効
な除塵機能を発揮し得ない。

【０００７】この場合サイクロンを素通りした多量の未
燃焼成分を含む塵は、除塵装置に組み込まれたセラミッ
クスフィルタに到達する。このとき、燃焼排ガス中の塵
の濃度が定常時の５〜１０倍に増えるため、フィルタの
差圧の増加勾配も定常時の５〜１０倍に増える。その結
果、除塵装置の運転状態が不安定になって遂には除塵機
能が発揮されなくなるという問題が生じる。

【０００８】また、加圧流動床ボイラの運転停止時に燃
料パージが行われると、燃料供給管に残った燃料（石炭
の粉）がボイラ内に吹き込まれる。とりわけこの操作が
低負荷運転の直後に行われると、瞬時に多量の石炭の粉
が流動床ボイラ中を吹き抜け、サイクロンを素通りして
除塵装置のセラミックスフィルタに到達し、含塵ガス中
の塵の濃度が通常時の１００〜３００倍にも達する。

【０００９】これまで、加圧流動床ボイラの燃焼排ガス
の除塵に試用された除塵装置の多くは、ボイラ負荷の変
動のほとんどない条件下でのみ評価がされてきた。それ
はボイラ負荷の変動に伴って排出される未燃焼成分を含
む高濃度の塵によってフィルタ差圧が上昇したり、突発
的に起きる未燃焼成分の急速な燃焼に起因する温度変動
にセラミックスフィルタと除塵装置の構造が耐えられな
かったためである。

【００１０】例えば図３に示すようなキャンドル型除塵
装置では、セラミックスからなる有底フィルタ管を耐熱
合金製の管板にキャンドル（ロウソク立て）状に取り付
けている構造に問題があり、強い逆洗を行うとフィルタ
管が遊動してフィルタ管がしばしば破損し、フィルタ管
が破損すると含塵ガスが清浄ガス側に漏れ出して除塵装
置が使用不能となるので、逆洗の条件が要求される逆洗
の強さによって決められるのではなく、多くの場合除塵
装置の構造上の制約により決められていた。

【００１１】逆洗の強さが不充分であるとフィルタ差圧
（除塵装置における含塵ガス側と清浄ガス側の差圧）が
徐々に増え、遂にはフィルタ差圧が大きくなって除塵不
能に陥ることになる。

【００１２】キャンドル型除塵装置で大きなフィルタ差
圧が許容されないもう一つの理由として、管板が無冷却
であることが挙げられる。発電を目的とする加圧流動床
ボイラから排出される燃焼排ガスの除塵の場合、その温
度が８００〜９５０℃の範囲にあるため、耐熱合金製の
管板であってもフィルタ差圧が大きくなると管板のクリ
ープが問題となるからである。

【００１３】また、未燃焼成分を含む多量の塵の発生に
対しては、フィルタ管の含塵ガス側を下降流とすること
が難しいため、塵がフィルタ管の表面に常時多量に付着
している傾向があり、何らかのきっかけにより未燃焼成
分を含む塵に着火して燃焼が開始されると、フィルタ管
が致命的な損傷を受けることになる。

【００１４】図３は従来のキャンドル型除塵装置の内部
における含塵ガスの流れ方向を矢印で示す。図３におい
て、１はキャンドル型除塵装置、２は内部に断熱材４が
施工された圧力容器、５は含塵ガス側と清浄ガス側の空
間を仕切る管板、３は管板５に設けられた円形穴を通し
てその首部が管板に支持された有底のフィルタ管、６は
ガス導入口、９はガス導入口６から流入する含塵ガスの
流れ方向をフィルタ管に沿った下降流とするための案内
筒、７はホッパ、１０は清浄ガスの出口、１１は逆洗ノ
ズル、１２は捕集された塵の排出口である。

【００１５】含塵ガスの温度が高いと、熱放散によって
流れている含塵ガスとホッパ７内などに滞留している含
塵ガスとの間の温度差が大きくなる。特に導入される含
塵ガスのエネルギー負荷を増加している時にはこの差は
さらに大きくなる。この含塵ガスの温度差の存在によっ
て、含塵ガスの流動部と滞留部の境界付近では含塵ガス
の複雑な流動が起き、フィルタ管の下端部においてフィ
ルタ管の軸方向および円周方向に温度差が生じてフィル
タ管を破損する熱応力の原因となる。

【００１６】また、被処理含塵ガスが加圧された高温の
ガスであると、特に除塵装置に導入されるガスの温度が
４００℃以上で、ガス圧力が５ｋｇ／ｃｍ2 以上である
と、除塵装置内の含塵ガスの滞留部と流動部の境界付近
においてガスの不安定な流動がより活発になる。これ
は、除塵装置に流入するガス圧の変動が被処理含塵ガス
量の増大とともに大きくなることと、流入する含塵ガス
の温度が高くなれば除塵装置内におけるガス温度の位置
による温度偏差が大きくなることとが重なるためで、被
処理含塵ガス量の増減や逆洗などの外乱要因によって不
安定な流動が容易に触発される。

【００１７】加圧流動床ボイラや、石炭ガス化プラント
などから排出される加圧された高温の含塵ガスを除塵処
理する場合には、このような現象が顕著に現れ、各フィ
ルタ管の通気圧損の差や含塵ガスの流れの乱れによっ
て、フィルタ管の間の空間においても、複雑な含塵ガス
の流れが生じることになる。

【００１８】キャンドル型除塵装置では、一般的にフィ
ルタ管と他のフィルタ管との間の空間が、フィルタ管毎
もしくは少数のフィルタ管のグループ毎に仕切られてい
ないので、フィルタ管付近を流れる含塵ガスは必ずしも
下降流となっておらず、図３のＡの部分に示されている
類の渦流が常時存在し、フィルタ管の一部には下方から
渦流によってガスが吹き付けられている状態となってい
る。このような渦流は被処理含塵ガス量に変動がない場
合にも存在するが、被処理含塵ガス量に変動があるとそ
の位置と強度が大きく変化する。

【００１９】また、いわゆるＴｉｅｒｅｄ型の除塵装置
や米国特許第４９０４２８７号に示されている除塵装置
のように横方向および上下方向に複数のフィルタ管群
（一つの管板に固定されているフィルタ群を指す）が並
べられ、導入される含塵ガスの案内筒が圧力容器の壁面
に沿って設けられていて、含塵ガスが上段のフィルタ管
群から順次下段のフィルタ管群へ流下するように構成さ
れている場合にも、フィルタ管群の間のガスの流れと、
各フィルタ管の周囲の含塵ガスの流れは必ずしも下降流
となっていない。

【００２０】このような除塵装置では、含塵ガスは先ず
大きな空隙に沿って流れ、次に水平方向に流れて各フィ
ルタ管の間に流れ込む。また、ガスの下降速度がほとん
どゼロになる下段のフィルタ管群の下端付近において
は、図３に示されているのと同様の渦流が存在してい
る。

【００２１】このような渦流は、相対的に温度が低く塵
の濃度が大きい含塵ガスをホッパ内から巻き上げ、この
流れがフィルタの表面に到達するとフィルタ差圧を増大
させるとともにフィルタ管を部分的に冷却することにな
る。

【００２２】また、各フィルタ管群の間には通気圧損の
差（フィルタ材料自体の通気性のバラツキの他、表面へ
の塵の堆積の程度の相違による）があって、一部の通気
圧損の小さいフィルタ管群に含塵ガスが周囲から流れ込
むことになり、フィルタ管中に複雑な温度分布が生じ、
温度分布に伴う熱応力が発生する。

【００２３】このような状態において、未燃焼成分（主
に煤）を多く含む塵がフィルタ管の表面に堆積した状
態、あるいはフィルタ管の表面付近に漂っている状態で
燃焼が始まると、たちまちフィルタ管が熱応力で破損す
ることになる。

【００２４】また、強い渦流は単にホッパ内の低温のガ
スを巻き上げるだけでなくカルマン渦を伴うことがあ
り、これがボイラに燃焼用加圧空気を送入するコンプレ
ッサーや流動床の流動媒体（ベッド材、通常は砂が使わ
れる）の動きによるガスの脈動などと共振すると、フィ
ルタ管が強く横方向に揺すられることになり、フィルタ
管の取付部（首部）に強い曲げ応力が加わってフィルタ
管が破損する。フィルタ管が破損しない場合でも、フィ
ルタ管の取付部に設けたパッキン材が飛散して含塵ガス
が清浄ガス側に漏れたりする。

【００２５】加圧された高温ガスである加圧流動床ボイ
ラからの燃焼排ガスをキャンドル型除塵装置で除塵処理
する場合を考えてみる。ボイラの負荷を急速に増やす
と、このキャンドル型除塵装置に導入される含塵ガス中
の酸素濃度が急速に減少し、多量の固形未燃焼成分
（煤）と一酸化炭素がフィルタ管に到達する。

【００２６】ガス温度が高いとガスの粘性が大きいの
で、飛来する塵中の固形未燃焼成分は下のホッパにほと
んど落ちることなく含塵ガス空間に滞留し、ガス温度が
４００℃以上あれば酸素濃度の回復に伴って容易に発火
し、４００℃から５００℃付近の温度では未燃焼成分が
ほとんど爆発に近い燃焼を起こすことがある。

【００２７】含塵ガスの流れが完全下降流であるチュー
ブ型除塵装置（フィルタ管の内側を上下に貫通する含塵
ガス流路を有し、ガスがフィルタ管の内側から外側に向
かって流れて濾過されることによりガスの除塵をするタ
イプの除塵装置）では、特公平３−２４２５１にフィル
タ管下端部を流れる含塵ガスに一定以上の下降速度を与
えることによりフィルタ管に捕捉される塵のフィルタ管
表面への堆積を抑制してフィルタ差圧の増加を少なくし
た、逆洗の頻度が少なくできる除塵装置が提案されてい
る。

【００２８】しかしこの発明では、未燃焼成分が塵とと
もに多量に飛来したり、フィルタ管の近傍で未燃焼成分
が燃え、フィルタに熱損傷を与えたり、ホッパ内に冷え
たガスを巻き込む渦流などの乱れた含塵ガス流が発生
し、フィルタ管の破損の原因となる大きい熱応力が生じ
ることについては示唆していない。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術による除塵装置の問題点を解消し、加圧流動床ボイ
ラ、石炭直接燃焼装置、流動接触分解装置など加圧され
た高温の燃焼ガスを扱うプラントや、石炭ガス化プラン
トの合成ガスの除塵などに使用しても、フィルタが熱応
力による破損を被ることなく使用できる、信頼性の優れ
た高温加圧ガス用除塵装置を提供しようとするものであ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を達
成すべくなされたものであり、本発明の高温加圧ガス用
除塵装置は、底部がホッパとされている圧力容器の内部
に、管板が概ね水平方向に取り付けられ、管板に設けら
れた複数の穴のそれぞれに有底のフィルタ管の開口端が
固定されて管板の下側に各フィルタ管が概ね垂直に取り
付けられ、各フィルタ管の外側に含塵ガスが流れる空間
を有し、かつ逆洗によりフィルタ機能の再生が行われる
除塵装置であって、フィルタ管とフィルタ管の間を横切
る含塵ガスを垂直方向に流すための概ね垂直な仕切りが
設けられ、かつ含塵ガス空間中の含塵ガスの導入口から
隔たった箇所に含塵ガスを吸い込む吸入口が設けられて
いることを特徴とする。

【００３１】ここで有底フィルタ管の底は、フィルタと
一体に形成されたものであってもよいし、管の部分がセ
ラミックスからなり、底に金属製の蓋が取り付けられて
いるものであってもよい。また、フィルタ管は上端のみ
でなく下で支持されていても構わない。圧力容器中に収
納されているフィルタ管群は一群のみである小容量の除
塵装置であってもよいし、複数のフィルタ管群が横およ
び縦方向に並んでいる大型の除塵装置であってもよい。

【００３２】本発明の除塵装置では、フィルタ管とフィ
ルタ管、および／またはフィルタ管群とフィルタ管群の
間を横切る、含塵ガスを垂直方向に流すための概ね垂直
な仕切りを設けることによって、フィルタ管の間、また
はフィルタ管群の間に乱れた流れの発生が抑制され、さ
らに含塵ガス空間の含塵ガスの流入部から隔たった箇所
に含塵ガスを吸い込んで低圧にする吸入口を設けること
によって、フィルタ管の表面付近の含塵ガスの流れを常
に確保し、フィルタ管の間に含塵ガスが停滞する箇所を
なくし、これによってホッパ内を含めて含塵ガス側の空
間に温度が低く含塵ガスが滞留している領域が形成され
るのを抑制している。

【００３３】言い換えれば、上記の構成とすることによ
って本発明の高温加圧ガス用除塵装置では、圧力容器中
の含塵ガス空間に含塵ガスが滞留する箇所をなくすこと
ができ、含塵ガス空間中において含塵ガスの流れが常に
確保され、これによって塵が異常に偏在する箇所や、ガ
ス温度が異常に低い箇所が生じるのを避けることがで
き、含塵ガスの温度差に起因する渦流のなどの乱れたガ
ス流の発生が抑制され、冷えた含塵ガスが渦流に巻き込
まれてフィルタ管を冷却する現象や、未燃焼成分を含む
塵が高濃度に滞留あるいは、一部分のフィルタ管の表面
に堆積して発火し、燃焼してフィルタ管が急加熱されて
熱応力で破損する現象を回避できる。

【００３４】本発明による高温加圧ガス用除塵装置が好
適に使用されるのは、含塵ガスの温度が４００℃以上、
その圧力が５ｋｇ／ｃｍ2 以上の場合である。

【００３５】本発明の高温加圧ガス用除塵装置の好まし
い態様では、フィルタ管の周囲にある含塵ガスが上方か
ら下方に流れる構成となっているので、逆洗によってフ
ィルタ管の表面から剥離された塵がガスの流れに逆らわ
ないでホッパへと移動することができる。

【００３６】本発明の高温加圧ガス用除塵装置の他の好
ましい態様では、圧力容器の内部にある死空間（意味の
ない無駄な空間）を囲む仕切りを設けているので、この
囲まれた死空間の中を含塵ガスは流れることができず、
その結果含塵ガスの流路断面積が大幅に小さくなり、含
塵ガスがフィルタ管の表面付近を流れる流速が大きくな
り、含塵ガスのフィルタ管の近傍における滞留傾向をさ
らに少なくできる。この死空間で囲まれた構成は、圧力
容器中に死空間が相対的に多くある複数のフィルタ管群
を収容している大型の除塵装置においてその効果が特に
顕著である。

【００３７】フィルタ管の表面を流れる含塵ガスの流速
は、最も遅い部分で１０ｃｍ／秒以上確保すると効果が
現れ、好ましくは３０ｃｍ／秒以上とする。含塵ガスを
吸い込んで低圧にする駆動力としてはエゼクタやファン
の使用が可能であり、圧力容器中から含塵ガス自体の圧
力を利用してホッパの下の塵の排出口の部分から捕集さ
れた塵とともに外系に抜き出すことも可能である。

【００３８】本発明の高温加圧ガス用除塵装置の他の好
ましい態様では、含塵ガスを吸い込んで低圧にする手段
が加圧ガスによって作動されるエゼクタが組み込まれた
配管であり、この配管が圧力容器の内部に配置され、吸
い込まれた含塵ガスがこの配管を通って含塵ガス空間の
上流側に送られる構成となっている。ここで含塵ガスを
送るのにエゼクタが使用されるのは、塵が含まれていて
も支障なく送れるからであり、加圧ガスを配管によって
送り込むことで作動できるので圧力容器の内部に配置す
ることが容易であり、エゼクタは耐熱性に問題がなく、
その占める容積が少ないからである。

【００３９】また、配管が圧力容器の内部を通っている
ことにより、配管の長さを必要最小限に短くでき、含塵
ガスを送るのに要するエネルギーが少なくて済み、さら
に冷却される表面を増やさないで済むので、配管の表面
からの熱放散によるエネルギー損失を気にする必要もな
い。

【００４０】

【実施例】以下本発明を実施例によってさらに詳しく説
明するが本発明はこれらの実施例によってなんら限定さ
れるものではない。

【００４１】図１は、本発明による高温加圧ガス用除塵
装置（キャンドル型）の一例を示す。図１で１は除塵装
置、２は内部に断熱材４をライニングされた圧力容器、
５は含塵ガス側と清浄ガス側を仕切る管板、３は管板に
設けられた円形の穴に通されて首部を管板に支持された
有底のフィルタ管、８はフィルタ管の軸と平行な方向、
つまり垂直方向に配置されたフィルタ管とフィルタ管の
間の仕切り、１１は各フィルタ管の開口に挿入されてい
る逆洗ノズル、９はガス導入口６から流入する含塵ガス
の流れ方向をフィルタ管に沿った下降流とする案内筒、
７は塵の排出口１２を有する漏斗状のホッパである。

【００４２】管板５は、チューブ型除塵装置の場合のよ
うに冷却が施されていないことから通常耐熱合金で作ら
れている。図１には示されていないが、フィルタ管の首
部と管板５の間には塵が含塵ガス側から清浄ガス側に洩
れないようにセラミックファイバ等からなるパッキン材
が充填されている。

【００４３】図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、図から
分かるようにこの例では仕切り８は正六角形のハニカム
構造となっており、案内筒９に溶接されている。図１に
おいて、含塵ガスはガス導入口６から流入し、案内筒９
によって矢印の方向に進み、上方で転向して含塵ガス側
のフィルタ管群の上部に流入して広がり、降下して各フ
ィルタ管と仕切り８との間の隙間に流入し、大部分のガ
スはフィルタ管３の外表面で濾過され清浄ガスとなって
フィルタ管の内側に流入する。

【００４４】清浄ガスはフィルタ管３内を上昇して管板
上部の清浄ガス室１３に流入した後清浄ガス出口１０か
ら排出される。フィルタ管の外側を流れる含塵ガスの下
降速度は次第に小さくなるが、塵の排出口１２から塵と
ともにガスを抜き出し、仕切り８の下端から含塵ガスが
３５ｃｍ／秒の速度で下降するように設定された。

【００４５】このため、除塵装置では高温の加圧ガスを
除塵する場合にもフィルタ管３とフィルタ管３の間にお
いて水平方向のガスの流れはなく、含塵ガス側の下降速
度が最小となるフィルタ管３の下端部においてもガス流
れの滞留は認められない。

【００４６】例えば加圧流動床ボイラを使用する発電プ
ラントに本発明の高温加圧ガス用除塵装置を適用する例
を考えると、未燃焼成分が塵とともに多量排出される場
合には、抜き出された含塵ガスは全量ボイラに還流させ
て燃やすのがプラントの効率の点で好ましい。圧縮空気
を駆動力とするエゼクタにより含塵ガスをボイラに還流
させると、未燃焼成分は還流の過程で完全に燃焼するの
で発電のエネルギー効率はこの分向上する。

【００４７】逆洗は逆洗ノズル１１から圧縮空気を噴出
させてフィルタ管内の圧力を含塵ガス側の圧力より高
め、ガスをフィルタ管３の壁を通して逆流させ、フィル
タ管３の表面に堆積している塵の層を剥離せしめてホッ
パ７に落下せしめることによりなされる。

【００４８】圧縮空気の噴出は圧縮空気タンク（図示せ
ず）と接続された逆洗ノズル１１の配管に取り付けられ
た制御弁（図示せず）を順次開閉して行い、通常開弁時
間（全閉、全開、全閉に要する時間）は０．１〜０．５
秒に設定される。

【００４９】図４は、本発明による高温加圧ガス用除塵
装置の他の一例を示す断面図であり、図５は図４におけ
るＸ−Ｘ断面図で、図４は図５のＹ−Ｙ断面図となって
いる。この例ではフィルタ管群が上下２段、水平方向に
２列、合計４組のフィルタ管群から構成されたいわゆる
Ｔｉｅｒｅｄ型除塵装置の構成であって、含塵ガスが上
方から順に各段のフィルタ管群に下降するようになって
いる。

【００５０】図４と図５において、１は除塵装置、６は
ガス導入口、１０は清浄ガスの出口、２は圧力容器、３
はフィルタ管、８はキャンドル群の間に設けられている
仕切り、９はガス導入口６から流入する含塵ガスの流れ
方向をフィルタ管３に沿った下降流とする案内筒、７は
塵の排出口１２を有するホッパー、１４は内部にフィル
タ管３とこれに相応する数の逆洗ノズル（いずれも図示
せず）を有する下側が管板となっている清浄ガスヘッ
ダ、１６はそれぞれ上段２組および下段２組のフィルタ
管群の下端付近の空間を他の部分に比して低圧とする手
段のガス吸入口、１８はそれぞれ図５に示す大きい死空
間１９を含塵ガスが流れないように各フィルタ管群の間
に設けられた仕切り８の上端と案内筒９の上端部の間、
および仕切り８の下端と案内筒９の下端の間に設けた囲
いである。

【００５１】清浄ガスヘッダ１４はガス集合管２０に接
続され、その重量を管板２１に保持されている。圧力容
器２にはその内部に断熱材が施工されているが図４では
省略されている。

【００５２】図４において、含塵ガスはガス導入口６よ
り流入し、案内筒９によって矢印のように上方に流れ、
囲い１８の上を通過して仕切り８の上部で向きを変え、
上段のフィルタ管群の上方からフィルタ管３の間に流入
する。含塵ガスは上段の２組のフィルタ管群の各フィル
タ管３に沿ってフィルタ管の表面付近を下降する。

【００５３】この間大部分のガスはフィルタ管３の壁を
通過して清浄ガスヘッダに入り、ガス集合管２０を経て
配管１０へと送り出される。一部の含塵ガスは、ガスを
吸い込んで低圧にする手段の吸入口１６から抜き取ら
れ、残りの含塵ガスは下段の２組のフィルタ管群のフィ
ルタ管３の表面に沿って下降し、フィルタ管群の下端付
近でさらに一部の含塵ガスはガスを吸い込んで低圧にす
る手段の吸入口１６から抜き取られる。

【００５４】フィルタ管群とフィルタ管の周囲の流れを
より完全な下降流とするため、含塵ガスの吸入口１６の
配置はフィルタ管群のフィルタ管３の間の流れを充分考
慮して行い、上方の吸入口１６からの含塵ガスの抜き出
し量は下方の吸入口１６からのに含塵ガスの抜き出し量
より少なくする方が好ましい。

【００５５】含塵ガスの下降速度は含塵ガスが下降する
につれて次第に小さくなるが、下段のフィルタ管群を囲
んでいる仕切り８の下端部から３５ｃｍ／秒程度の速度
で排出される。このため、図２と図３に示された例と同
様にこの除塵装置では、仕切り８の働きによって、加圧
された高温含塵ガスの除塵を行う場合に、フィルタ管群
の間の水平方向のガス流れが阻止され、各フィルタ管の
間の水平方向のガス流れも抑制されて大きくならない。

【００５６】また、含塵ガスが吸入口１６から吸い込ま
れることによって含塵ガスの下降速度が最小となる下段
のフィルタ管群のフィルタ管の下端部付近においても含
塵ガスの流が停滞しない。

【００５７】また、仕切り８によって各々のフィルタ管
群の間を仕切っているので、上段右側のフィルタ管群を
逆洗した時、払い落とされる塵が左側のフィルタ管群の
フィルタ管に再度付着することはない。上段のフィルタ
管群から払い落とされた塵は上部空間に滞留することな
くガスの流れに運ばれて下方に移動し、一部下段のフィ
ルタ管群で捕捉されはするが大半は落下してホッパ７に
捕集される。

【００５８】左右いずれかの列のフィルタ管群について
の逆洗を行うと、そのフィルタ管群のフィルタ管の表面
から逆洗ガスが噴出し、その大半は下向きに流れてホッ
パ７内のガスを反対側フィルタ管群に向けて押し上げる
逆流が生じるが、含塵ガスが吸入口１６から抜き出され
ているため直ちに元の下降流に復帰する。

【００５９】この場合、例えホッパ７内から含塵ガスが
押し上げられることがあっても、ホッパ７内にある含塵
ガスの温度は、滞留している含塵ガスではないので流れ
ている含塵ガスの温度とほとんど同一であり、反対側の
列のフィルタ管群のフィルタ管に熱衝撃を与えることは
ない。

【００６０】仕切り８と含塵ガスを吸い込んで低圧にす
る手段および死空間１９の囲い１８がない場合（従来の
Ｔｉｅｒｅｄ型）には、上段右側のフィルタ管群を逆洗
するとき、払い落とされた塵が左側のフィルタ管群に再
度堆積したり、大きい死空間１９中に生じている渦流に
巻き込まれ、容易にホッパ７には落下しない。

【００６１】濾過された清浄ガスはフィルタ管３内を上
昇して清浄ガスヘッダ１４に流入した後、ガス集合管２
０を経て清浄ガス室１３に集められ、清浄ガスの出口１
０に送られる。

【００６２】図５に示すように、ガス吸入口１６から吸
入された含塵ガスは、配管で圧力容器２の外へ取り出し
ても良いが、好ましくは配管によって圧力容器の上部の
含塵ガスの空間に導く。その好ましい構成は、図６のよ
うに死空間１９の内部を通過するエゼクタを取り付けた
配管を設け、この配管によって吸入口１６から吸入した
含塵ガスを含塵ガス空間の上部に還流させる。配管を圧
力容器外に導かないで含塵ガスを移送することによって
含塵ガスが冷却する恐れがなく、配管が短くて済むので
消費されるエネルギー量（例えば圧縮空気の量）が少な
くて済む。

【００６３】図６において、２２はガスをホッパ７に設
置されたガス吸入口１６から吸い込むためのエゼクタ、
２３はエゼクタを駆動する圧縮空気管、２４は配管、２
５は配管の出口である。エゼクタ２２と配管２４は囲い
１８および仕切り８に囲まれた死空間１９の内部にあ
り、ガス吸入口１６および配管２２はそれぞれ囲い１８
を横切っている。

【００６４】吸入された含塵ガスを圧力容器の内部で循
環する方法は熱損失がなく、配管が低圧配管ですむため
経済的に有利である。

【００６５】上記の例ではフィルタ管が収容されている
空間中の流れはいずれも下降流とされているが、本発明
は含塵ガスが上昇流となる除塵装置においても適用は可
能である。

【００６６】

【発明の効果】本発明による高温加圧ガス用除塵装置を
石炭を燃料とする加圧流動床ボイラーによる発電プラン
ト等の燃焼排ガスの除塵に使用すれば、燃焼排ガス中に
灰以外に煤のような未燃焼成分が多量に排出されること
があっても、フィルタ管の近傍に多量の塵が滞留するこ
とがないのでフィルタ管を塵中の未燃焼成分の燃焼によ
って過熱し、フィルタを熱応力で損傷することなく安全
に使用できるため、これらクリーンな石炭利用エネルギ
ー技術の本格的な実用化時期を大幅に早められるので、
エネルギー産業に与える影響は多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高温加圧ガス用除塵装置の一例を
示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】従来の高温加圧ガス用除塵装置の例を示す断面
図。

【図４】本発明による高温加圧ガス用除塵装置の他の例
を示す断面図。

【図５】図４のＸ−Ｘ断面図。

【図６】図４と図５に示された実施例において使用され
る含塵ガスを吸い込んで低圧にする手段の例を説明する
部分断面図。

【符号の説明】

１：除塵装置 ２：圧力容器 ３：フィルタ管 ４：断熱材 ５：管板 ６：ガス導入口 ７：ホッパ ８：仕切り ９：案内筒 １０：清浄ガス出口 １１：逆洗ノズル １２：塵の排出口 １３：清浄ガス室 １４：清浄ガスヘッダ １６：含塵ガス吸入口 １８：囲い １９：死空間 ２０：集合管 ２１：ガス用除塵装置の概念図 ２２：エゼクタ ２３：圧縮空気配管 ２４：配管 ２５：配管出口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部がホッパとされている圧力容器の内部
   に、管板が概ね水平方向に取り付けられ、管板に設けら
   れた複数の穴のそれぞれに有底のフィルタ管の開口端が
   固定されて管板の下側に各フィルタ管が概ね垂直に取り
   付けられ、各フィルタ管の外側に含塵ガスが流れる空間
   を有し、かつ逆洗によりフィルタ機能の再生が行われる
   除塵装置であって、フィルタ管とフィルタ管の間を横切
   る含塵ガスを垂直方向に流すための概ね垂直な仕切りが
   設けられ、かつ含塵ガス空間中の含塵ガスの導入口から
   隔たった箇所に含塵ガスを吸い込む吸入口が設けられて
   いることを特徴とする高温加圧ガス用除塵装置。
2. 【請求項２】請求項１において、フィルタ管の周囲にあ
   る含塵ガスが上方から下方へと流れる構成となっている
   高温加圧ガス用除塵装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、圧力容器の内
   部にある死空間を囲む仕切りが設けられ、死空間内を含
   塵ガスが流れないように構成されている高温加圧ガス用
   除塵装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか一つにおいて、含
   塵ガスを吸い込む吸入口が加圧ガスによって作動するエ
   ゼクタが組み込まれた配管と接続され、この配管が圧力
   容器の内部を通り、吸い込まれた含塵ガスがこの配管を
   通って含塵ガスの流れの上流側の空間に送られる構成と
   されている高温加圧ガス用除塵装置。