JPH09313841A - Filter and its production - Google Patents
Filter and its productionInfo
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- JPH09313841A JPH09313841A JP16234696A JP16234696A JPH09313841A JP H09313841 A JPH09313841 A JP H09313841A JP 16234696 A JP16234696 A JP 16234696A JP 16234696 A JP16234696 A JP 16234696A JP H09313841 A JPH09313841 A JP H09313841A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴミ焼却炉の出口
排ガスやボイラ出口排ガス、製鉄用高炉の炉頂圧タービ
ン流入ガス又は高炉排ガスなどの高温ガス中のダスト除
去に利用するのに好適であるとともに、特に石炭利用複
合発電システムの集塵に用いるのに好適な除塵用フィル
タに関する。TECHNICAL FIELD The present invention is suitable for use in removing dust in high temperature gas such as exhaust gas from a refuse incinerator, exhaust gas from a boiler outlet, furnace top pressure turbine inflow gas of a blast furnace for steelmaking or blast furnace exhaust gas. In addition, the present invention relates to a dust removal filter suitable for use in dust collection of a coal-based combined cycle power generation system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ゴミ焼却炉出口排ガス等の除塵処理にお
いて、該排ガスを冷却することなく高温のまま除塵を行
なえるならば、排ガスを除塵後、熱交換を行なってボイ
ラで高温、高圧の蒸気を得、これを発電に用いることに
より熱エネルギーを電気エネルギーとして有効に回収す
ることができる。また、化石燃料の燃焼においてエネル
ギーの有効利用を促進させるために加圧流動層複合発電
や石炭ガス化複合発電などの複合発電システムの開発が
行われているが、この場合も、燃焼排ガスや還元性ガス
によりガスタービンを駆動させる際に、摩耗、腐食防止
のためにタービン入口までに石炭ガス中の硫黄化合物や
粒子状物質などを除去する必要があり、高温集塵が極め
て重要となっている。2. Description of the Related Art In dust removal processing of exhaust gas from a dust incinerator outlet, if the exhaust gas can be removed at a high temperature without being cooled, the exhaust gas is removed and then heat exchange is performed in a boiler to obtain high temperature and high pressure steam. And by using this for power generation, thermal energy can be effectively recovered as electrical energy. In addition, in order to promote the effective use of energy in the combustion of fossil fuels, combined power generation systems such as pressurized fluidized bed combined cycle power generation and coal gasification combined cycle power generation are being developed. When a gas turbine is driven by a natural gas, it is necessary to remove sulfur compounds and particulate matter in the coal gas up to the turbine inlet to prevent wear and corrosion, and high temperature dust collection is extremely important. .
【０００３】従って、排熱回収・有効利用の観点から
は、排ガスを冷却することなく除塵する必要があり、こ
のため除塵用フィルタとしては、耐熱温度が高く、１０
００℃以上での使用が可能であることが望まれる。ま
た、ゴミ焼却炉の排ガス中には腐食性のＨＣｌやＣｌ2
が含まれており、また、石炭利用複合発電システムにお
いてもダストによる摩耗や、腐食性ガスによるタービン
腐食の問題を生じるため、除塵用フィルタとしては、耐
熱温度が高いことに加えて、高温での耐食性に優れるこ
とが望まれる。更に、処理効率の向上、除塵器の小型化
のためには、圧力損失が小さいこと及びフィルタの厚さ
が薄いことなどが望まれる。即ち、圧力損失が大きい場
合には、圧力損失を小さくして除塵効率を高めるため
に、排ガスの通過流速を低くする必要があるが、通過流
速を小さくするためには、除塵器を大型化せざるを得な
い。また、肉厚のフィルタは、それ自体が嵩高くなるた
め、除塵器の大型化につながる。Therefore, from the viewpoint of exhaust heat recovery and effective use, it is necessary to remove the dust without cooling the exhaust gas. Therefore, the dust-removing filter has a high heat-resistant temperature.
It is desired that it can be used at 00 ° C or higher. In addition, corrosive HCl and Cl 2 are contained in the exhaust gas of the refuse incinerator.
In addition, since it also causes problems of abrasion due to dust and turbine corrosion due to corrosive gas in a combined cycle power generation system using coal, as a dust filter, in addition to high heat resistance temperature, It is desired to have excellent corrosion resistance. Further, in order to improve the processing efficiency and reduce the size of the dust remover, it is desired that the pressure loss be small and the filter be thin. That is, when the pressure loss is large, it is necessary to reduce the passage velocity of the exhaust gas in order to reduce the pressure loss and improve the dust removal efficiency, but in order to reduce the passage velocity, the dust remover must be enlarged. I have no choice. Further, the thick filter itself becomes bulky, which leads to an increase in size of the dust remover.
【０００４】従来、各種排ガスのダスト除去用フィルタ
としては、ガラス繊維製バッグフィルタ、金属製バッグ
フィルタ、ハニカム構造セラミックフィルタ、セラミッ
クチューブフィルタなどが提供されている。また、化学
蒸着法（ＣＶＤ法）によるセラミック製フィルタも開発
されつつある。Conventionally, glass fiber bag filters, metal bag filters, honeycomb structure ceramic filters, ceramic tube filters and the like have been provided as filters for removing dust from various exhaust gases. Further, a ceramic filter by a chemical vapor deposition method (CVD method) is also being developed.
【０００５】しかし、従来のフィルタのうち、ガラス繊
維製バッグフィルタは、最高使用温度が２５０〜３００
℃程度であり、このバッグフィルタを高温排ガスの除塵
に用いるためには、高温排ガスを冷却する必要があるこ
とから、排熱回収・有効利用の面で不利である。However, among the conventional filters, the glass fiber bag filter has a maximum operating temperature of 250 to 300.
The temperature is about 0 ° C., and in order to use this bag filter for dust removal of high-temperature exhaust gas, it is necessary to cool the high-temperature exhaust gas, which is disadvantageous in terms of exhaust heat recovery and effective use.
【０００６】金属（インコネル）製バッグフィルタで
は、最高使用温度が８７０℃と、ガラス繊維製バッグフ
ィルタよりも高いものの、耐食性の面で問題があり、腐
食性ガスの除塵には使用し得ないという欠点がある。The metal (Inconel) bag filter has a maximum operating temperature of 870 ° C., which is higher than that of the glass fiber bag filter, but has a problem in terms of corrosion resistance and cannot be used for dust removal of corrosive gas. There are drawbacks.
【０００７】ハニカム構造セラミックフィルタでは、最
高使用温度は６００℃とさほど高くない上に、焼結セラ
ミック製であるために、肉厚で、しかも、気孔率が小さ
いために圧力損失が大きいという欠点がある。In the honeycomb structure ceramic filter, the maximum operating temperature is not so high as 600 ° C., and since it is made of sintered ceramic, it has a wall thickness and a large porosity, so that the pressure loss is large. is there.
【０００８】セラミックチューブフィルタは、最高使用
温度が９００〜１０００℃と高いが、焼結セラミック製
であるため、上記と同様に、肉厚で圧力損失が大きいと
いう欠点がある。Although the maximum operating temperature of the ceramic tube filter is as high as 900 to 1000 ° C., since it is made of sintered ceramic, it has a drawback that it is thick and has a large pressure loss as described above.
【０００９】しかも、既存のセラミックフィルタはＳｉ
Ｏ2やＡｌ2Ｏ3製とされており、高温で腐食の激しい排
ガスの除塵には対応できず、熱衝撃により割れやすいと
いう欠点がある。Moreover, the existing ceramic filter is made of Si.
Since it is made of O 2 or Al 2 O 3 , it cannot cope with dust removal of exhaust gas that is highly corroded at high temperatures, and has the drawback that it is easily cracked by thermal shock.
【００１０】また、現在開発中のＣＶＤ法によるセラミ
ック製フィルタでは、肉厚で、圧力損失が大きく、しか
も高コストであるという欠点がある。Further, the ceramic filter by the CVD method currently under development has the drawbacks that it is thick, has a large pressure loss, and is high in cost.
【００１１】このような観点から、出願人は、ｌ０００
℃以上の高温でも使用でき、Ｃｌ2やＨＣｌを含有する
腐食性雰囲気において、かつ、高温において使用でき、
かつ薄肉で、圧力損失が小さく、除塵器の小型化が可能
であるといった条件を満たし、ゴミ焼却排ガスの除塵用
フィルタとして用いることのできるフィルタを提供した
（特開平７−１１６４３３号公報）。From such a point of view, the applicant has proposed that
It can be used at high temperature of ℃ or more, in corrosive atmosphere containing Cl 2 and HCl, and at high temperature,
Further, there is provided a filter which is thin, has a small pressure loss, and can be downsized in a dust remover, and can be used as a dust removing filter for dust incineration exhaust gas (Japanese Patent Laid-Open No. 7-116433).
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記フィルタ
でも、最大除塵効率は上述した石炭利用複合発電システ
ムで要求されるダスト濃度以下にはできない欠点があっ
た。However, even the above filter has a drawback that the maximum dust removal efficiency cannot be set to be equal to or lower than the dust concentration required in the coal-utilizing combined cycle power generation system described above.
【００１３】本発明は上記フィルタを更に進めて、高温
の腐食性雰囲気においても使用可能な高い耐熱性と耐食
性を有し、しかも、圧力損失が小さく薄肉の除塵用フィ
ルタとしつつ、特に石炭利用複合発電システム等におい
て要求される細かいダストの捕集効率を向上させ、集塵
出口ダスト濃度を１０ｍｇ／ｍ3Ｎ以下にまで低下でき
るフィルタとしつつ、より安価なフィルタを提供するこ
とを目的とするものである。The present invention further advances the above filter to provide a thin dust filter having high heat resistance and corrosion resistance that can be used even in a corrosive atmosphere at high temperature, and having a small pressure loss, and particularly a composite material using coal. An object of the present invention is to provide a cheaper filter while improving the collection efficiency of fine dust required in a power generation system and the like, while making it a filter capable of reducing the dust concentration at the dust collection outlet to 10 mg / m 3 N or less. Is.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るフィルタ及びその製造方法を次のよう
に構成した。In order to achieve the above object, a filter and a method for manufacturing the same according to the present invention are constructed as follows.
【００１５】すなわち、本発明に係るフィルタは、炭化
珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、アルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3）、アルミナ・シリカ（Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2）及
び炭素（Ｃ）よりなる群から選ばれる１種又は２種以上
の繊維の織布層又はチョップドヤーンの集合層として構
成される繊維成形体と、この繊維成形体の除塵表面部に
形成され、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ
3Ｎ4）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、アルミナ・シリカ（Ａ
ｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2）、炭素（Ｃ）及び黒鉛よりなる群か
ら選ばれる１種又は２種以上のチョップド単繊維から構
成されるチョップド単繊維凝集層と、このチョップド単
繊維凝集層の除塵表面空孔内に形成され、炭化珪素（Ｓ
ｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、アルミナ（Ａｌ
2Ｏ3）、炭素（Ｃ）及び黒鉛よりなる群から選ばれる１
種又は２種以上のウィスカ凝集層とから形成され、前記
繊維成形体、チョップド単繊維凝集層、及びウィスカ凝
集層の繊維・ウィスカ表面には炭化珪素（ＳｉＣ）、窒
化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、及びアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）よりな
る群から選ばれる１種又は２種以上の気相蒸着コーティ
ング層を形成してなることを特徴としている。That is, the filter according to the present invention comprises silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ), alumina (A
1 2 O 3 ), alumina / silica (Al 2 O 3 .SiO 2 ), and carbon (C), which is a woven layer of one or more kinds of fibers or an aggregate layer of chopped yarns. And a silicon carbide (SiC) or silicon nitride (Si) formed on the dust-removed surface portion of the fiber molded body.
3 N 4 ), alumina (Al 2 O 3 ), alumina-silica (A
l 2 O 3 · SiO 2 ), carbon (C), and a chopped monofilament agglomerate layer composed of two or more chopped monofilaments selected from the group consisting of graphite, and dust removal of this chopped monofilament agglomerate layer Silicon carbide (S
iC), silicon nitride (Si 3 N 4 ), alumina (Al
1 selected from the group consisting of 2 O 3 ), carbon (C) and graphite
Or a combination of two or more whisker agglomerates, the fiber molding, the chopped single fiber agglomerate, and the fibers / whisker surface of the whisker agglomerate are silicon carbide (SiC) and silicon nitride (Si 3 N 4 ). , And one or more vapor phase vapor deposition coating layers selected from the group consisting of alumina (Al 2 O 3 ) are formed.
【００１６】これは、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素
（Ｓｉ3Ｎ4）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、アルミナ・シリ
カ（Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2）及び炭素（Ｃ）よりなる群か
ら選ばれる１種又は２種以上の繊維の織布の層又はチョ
ップドヤーンの集合層に対して樹脂類の含浸により繊維
成形体を形成しておき、前記繊維成形体の除塵表面空孔
内に、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、ア
ルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、アルミナ・シリカ（Ａｌ2Ｏ3・Ｓ
ｉＯ2）、炭素（Ｃ）及び黒鉛よりなる群から選ばれる
１種又は２種以上のチョップド単繊維を分散剤によりス
ラリ状にして含浸乾燥させ、前記スラリの乾燥後に樹脂
類の炭化処理をなし、チョップド単繊維凝集層が形成さ
れた繊維成形体の繊維表面に炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化
珪素（Ｓｉ 3Ｎ4）、及びアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）よりなる
群から選ばれる１種又は２種以上のコーティング層を気
相蒸着させ、前記チョップド単繊維凝集層の除塵表面に
炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、アルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）、炭素（Ｃ）及び黒鉛よりなる群から選ば
れる１種又は２種以上のウィスカスラリを含浸乾燥さ
せ、これにより形成されたウィスカ凝集層のウィスカ表
面に炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）及びア
ルミナ（Ａｌ2Ｏ3）よりなる群から選ばれる１種又は２
種以上のコーティング層を気相蒸着させて製造すること
ができる。This is silicon carbide (SiC), silicon nitride
(SiThreeNFour), Alumina (AlTwoOThree), Alumina Siri
Mosquito (AlTwoOThree・ SiOTwo) And carbon (C)
A layer or cho of a woven fabric of one or more fibers selected from
Fibers are obtained by impregnating resin into the aggregated layer of putd yarn.
A molded body is formed in advance, and dust removal surface pores of the fiber molded body are formed.
Silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiThreeNFour), A
Lumina (AlTwoOThree), Alumina / silica (AlTwoOThree・ S
iOTwo), Carbon (C), and graphite.
One or more chopped monofilaments are dispersed with a dispersant.
After the slurry is dried and impregnated and dried, the resin is dried.
The carbonized material is treated to form a chopped monofilament aggregation layer.
On the fiber surface of the formed fiber molded body, silicon carbide (SiC), nitriding
Silicon (Si 3NFour), And alumina (AlTwoOThree) Consists of
Care for one or more coating layers selected from the group.
Phase-deposited on the dust-removed surface of the chopped monofilament aggregation layer
Silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiThreeNFour),alumina
(AlTwoOThree), Carbon (C) and graphite
Impregnated with one or more whisker slurries and dried
And the whisker surface of the whisker aggregation layer formed thereby.
Silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiThreeNFour) And a
Lumina (AlTwoOThree1 or 2 selected from the group consisting of
Producing one or more coating layers by vapor deposition
Can be.
【００１７】また、他の方法として、炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、
アルミナ・シリカ（Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2）及び炭素
（Ｃ）よりなる群から選ばれる１種又は２種以上の繊維
の織布の層又はチョップドヤーンの集合層として構成さ
れる繊維成形体を形成しておき、前記繊維成形体の樹脂
類の炭化処理をなし、この繊維成形体の繊維表面に炭化
珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、及びアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）よりなる群から選ばれる１種又は２種以上
のコーティング層を気相蒸着させ、前記繊維成形体の除
塵表面空孔内に、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ
3Ｎ4）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、アルミナ・シリカ（Ａ
ｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2）、炭素（Ｃ）及び黒鉛よりなる群か
ら選ばれる１種又は２種以上のチョップド単繊維を分散
剤によりスラリ状にして含浸乾燥させ、前記チョップド
単繊維凝集層の樹脂類の炭化処理をなし、この単繊維凝
集層の繊維表面に炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ
3Ｎ4）、及びアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）よりなる群から選ば
れる１種又は２種以上のコーティング層を気相蒸着さ
せ、前記チョップド単繊維凝集層の除塵表面に炭化珪素
（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ 3Ｎ4）、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3）、炭素（Ｃ）及び黒鉛よりなる群から選ばれる１
種又は２種以上のウィスカスラリを含浸乾燥させ、これ
により形成されたウィスカ凝集層のウィスカ表面に炭化
珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、及びアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）よりなる群から選ばれる１種又は２種以上
のコーティング層を気相蒸着させることにより製造する
ことも可能である。As another method, silicon carbide (Si
C), silicon nitride (SiThreeNFour), Alumina (AlTwoOThree),
Alumina / Silica (AlTwoOThree・ SiOTwo) And carbon
One or more fibers selected from the group consisting of (C)
As a layer of woven fabric or a layer of chopped yarn
The fiber molded body is formed beforehand, and the resin of the fiber molded body is formed.
Carbonized on the fiber surface of this fiber molding
Silicon (SiC), silicon nitride (SiThreeNFour), And alumina
(AlTwoOThree) One or more selected from the group consisting of
The coating layer of is vapor-deposited, and the fiber molding is removed.
Silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiC)
ThreeNFour), Alumina (AlTwoOThree), Alumina / silica (A
lTwoOThree・ SiOTwo), Carbon (C) and graphite
Disperse one or more chopped monofilaments selected from
Slurry with an agent, impregnate and dry, then chopped
Carbonization treatment of the resins in the monofilament coagulation layer was performed.
Silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si
ThreeNFour), And alumina (AlTwoOThree) From the group consisting of
Vapor deposition of one or more coating layers
The silicon dust on the dust-removed surface of the chopped monofilament aggregation layer.
(SiC), silicon nitride (Si 3NFour), Alumina (AlTwo
OThree), Carbon (C) and graphite 1
Seed or two or more whisker slurries are impregnated and dried.
On the whisker surface of the whisker aggregation layer formed by
Silicon (SiC), silicon nitride (SiThreeNFour), And alumina
(AlTwoOThree) One or more selected from the group consisting of
It is manufactured by vapor deposition of the coating layer of
It is also possible.
【００１８】[0018]
【作用】本発明のフィルタは、ＳｉＣ繊維、Ｓｉ3Ｎ4繊
維、Ａｌ2Ｏ3繊維、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2繊維又はＣ繊維
から構成される織布、ヤーンの集合体の不織布を成形し
て、所定のフィルタ形状としておき、この成形体の除塵
表面部にチョップド単繊維スラリを含浸して単繊維凝集
層を形成し、樹脂の炭化処理を行い、この単繊維凝集層
を表面層に備えた繊維成形体の繊維表面にＳｉＣ、Ｓｉ
3Ｎ4、又はＡｌ2Ｏ3のＣＶＤコーティング層を形成した
フィルタ構造としてなるものであり、特にフィルタ表面
層に除塵表面側から順次ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、又はＡｌ2
Ｏ3のＣＶＤコーティング層を形成したウィスカ凝集層
及びチョップド単繊維凝集層を形成したフィルタ構造と
してなるものであり、特にフィルタ表面層のウィスカ凝
集体における微細な孔と、これに引き続くチョップド単
繊維凝集層による初期捕集をなす構成であるため、細か
いダストの集塵機能に優れている。The filter of the present invention forms a woven fabric composed of SiC fibers, Si 3 N 4 fibers, Al 2 O 3 fibers, Al 2 O 3 .SiO 2 fibers or C fibers, and a nonwoven fabric of an aggregate of yarns. Then, a predetermined filter shape is set, the dust removal surface portion of this molded body is impregnated with chopped monofilament slurry to form a monofilament coagulation layer, and the resin is carbonized, and the monofilament coagulation layer is used as the surface layer. SiC, Si on the fiber surface of the fiber molding provided
The filter structure has a CVD coating layer of 3 N 4 or Al 2 O 3 , and in particular, SiC, Si 3 N 4 , or Al 2 is sequentially deposited on the filter surface layer from the dust removal surface side.
A filter structure having a whisker agglomerate layer having a CVD coating layer of O 3 and a chopped single fiber agglomerate layer formed therein, and particularly fine pores in the whisker agglomerates of the filter surface layer and the subsequent chopped single fiber agglomerates. It has an excellent collection function for fine dust because it has a structure of initial collection by layers.
【００１９】すなわち、フィルタ本体は高耐熱性材料の
みで構成されることから、１０００℃以上の高温でも使
用可能な優れた耐熱性を備えるとともに、ヤーンを束ね
た織布あるいは不織布繊維成形体を基体とするため、薄
肉でも十分な機械的強度を備え、空孔率が大きく、圧力
損失の小さいフィルタ機能があり、更に、繊維成形体の
繊維表面及び表層部チョップド単繊維凝集層の繊維、並
びに最上表層面ウィスカ凝集層のウィスカにＣＶＤ法に
よる高純度で高耐食性、高耐熱性のコーティング層が形
成されているため、高温におけるＨＣｌ等の腐食性雰囲
気においても十分に使用可能である。That is, since the filter main body is composed of only a high heat resistant material, it has excellent heat resistance that can be used even at a high temperature of 1000 ° C. or more, and a woven or non-woven fiber molded body obtained by bundling yarns as a substrate. Therefore, it has a sufficient mechanical strength even if it is thin, has a large porosity, has a filter function with a small pressure loss, and further has a fiber surface of the fiber molded body and the fibers of the chopped single fiber agglomerated layer of the surface layer, and the top layer. Since the coating layer having high purity, high corrosion resistance and high heat resistance is formed by the CVD method on the whiskers of the surface layer whisker aggregation layer, it can be sufficiently used even in a corrosive atmosphere such as HCl at a high temperature.
【００２０】本発明は、上記繊維成形体からなる基体に
ＣＶＤコーティング層を形成した上に、更に除塵表面側
にチョップド単繊維凝集層とこの表層部にウィスカ凝集
層を形成し、単繊維表面、ウィスカ表面にセラミックス
コーティング層を形成しているため、表層面でのウィス
カ凝集層による一次ダスト捕集、その内層側でのチョッ
プド単繊維凝集層による二次ダスト捕集が行われ、引き
続き内層側での三次ダスト捕集が行われる。したがって
ウィスカ凝集層、チョップド単繊維凝集層では微細な孔
による捕集機能により段階的に細かいダストが効率的に
捕集され、初期の集塵効率が高くなり、ウィスカ凝集層
とチョップド単繊維凝集層を設けないフィルタでの捕集
効率が９９．５％であったのに対し、ウィスカ凝集層を
表層部に設けた本発明では初期の集塵効率が９９．９９
％にも達した。また、圧損に関しては、上記フィルタ本
体のみよりはウィスカ凝集層とチョップド単繊維凝集層
の存在により圧損がやや大きいものの、集塵運転に伴う
圧損の上昇は少ないものとなる。これはウィスカ凝集層
の内部にダストが入り込むことが極力阻止されて基本的
に表面捕集作用をなし、更にチョップド単繊維凝集層に
よるダスト侵入の防止機能も相俟ってフィルタ基体の内
部へのダスト侵入が防止されるからである。また、ウィ
スカ凝集層では微細な孔による捕集であるため、ダスト
粒が除塵表面にて堆積されるだけであり、目詰まりし難
いものとなっており、これによりパルスジェットによる
ダスト払い落としを繰り返した後も、圧損上昇を低く抑
えることができ、経時的圧損上昇が小さいものとなって
いる。このため、特に石炭利用複合発電システム等のよ
うに、排気ガスをタービンに導くような経路に上記フィ
ルタを配置することにより、従来のセラミックフィルタ
で最大効率と称されている限度以上の捕集効率を実現で
きるようになった。According to the present invention, a CVD coating layer is formed on a substrate made of the above fiber molded body, and further, a chopped monofilament agglomerate layer is formed on the dust-removing surface side and a whisker agglomerate layer is formed on the surface layer portion of the substrate, Since the ceramic coating layer is formed on the surface of the whisker, the primary dust is collected by the whisker aggregation layer on the surface layer and the secondary dust is collected by the chopped single fiber aggregation layer on the inner layer side, and then on the inner layer side. 3rd dust collection of. Therefore, in the whisker aggregation layer and chopped monofilament aggregation layer, fine dust is efficiently collected step by step due to the collection function of fine pores, and the initial dust collection efficiency is increased, and the whisker aggregation layer and chopped monofilament aggregation layer are increased. The collection efficiency was 99.5% with the filter not provided, whereas the initial dust collection efficiency was 99.99 in the present invention in which the whisker aggregation layer was provided in the surface layer portion.
% Has been reached. Regarding the pressure loss, the pressure loss due to the existence of the whisker agglomeration layer and the chopped single fiber agglomeration layer is slightly larger than that of the filter body alone, but the increase in the pressure loss due to the dust collection operation is small. This is because the dust is prevented from entering the whisker cohesive layer as much as possible and basically has a surface trapping action, and the chopped single fiber cohesive layer also prevents dust from entering the inside of the filter substrate. This is because the invasion of dust is prevented. Also, since the whisker aggregation layer is collected by minute holes, dust particles are only accumulated on the dust removal surface, which makes it difficult to clog the dust particles. After that, the increase in pressure loss can be suppressed to a low level, and the increase in pressure loss over time is small. Therefore, by arranging the filter in a path that guides the exhaust gas to the turbine, particularly in a combined cycle power generation system using coal, etc., the collection efficiency exceeding the limit called maximum efficiency in the conventional ceramic filter is achieved. Can be realized.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下に本発明の具体的実施の形態
を、本発明のフィルタの製造方法に従って詳細に説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail according to the method for producing a filter of the present invention.
【００２２】本発明のフィルタを製造するには次のよう
にして行う。 （第１工程／繊維成形工程）ＳｉＣ繊維、Ｓｉ3Ｎ4繊
維、Ａｌ2Ｏ3繊維、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2繊維又はＣ繊維
を用いて繊維成形体を製造する。すなわち、 （ａ）上記繊維の織布を１枚あるいは複数枚積層した層 又は （ｂ）長さ１ｍｍ以上、好ましくは５〜２５ｍｍのチョ
ップドヤーンの集合層The filter of the present invention is manufactured as follows. (First Step / Fiber Molding Step) A fiber molded body is manufactured using SiC fiber, Si 3 N 4 fiber, Al 2 O 3 fiber, Al 2 O 3 .SiO 2 fiber or C fiber. That is, (a) a layer in which one or more woven fabrics of the above fibers are laminated, or (b) an aggregate layer of chopped yarns having a length of 1 mm or more, preferably 5 to 25 mm.
【００２３】なお、これらの（ａ）、（ｂ）の単繊維径
は５〜２０μｍ程度であることが好ましい。長さ１ｍｍ
以下では、繊維と繊維の交差により形成される空隙率が
小さくなり、フィルタの圧力損失が増大してしまう。ま
た、繊維径が５μｍより小さいと繊維と繊維の交差によ
り形成される空隙率が小さくなり、フィルタの圧力損失
が増大してしまう。２０μｍより大きいと繊維と繊維の
交差により形成される空隙が大きくなり、ウィスカ凝集
層の形成が困難となる。これは空孔が大であるとウィス
カ凝集層が乾燥や蒸着処理工程で脱落し易くなり、脱落
により大きな空孔が残存するフィルタとなって、この孔
からダストが通過しフィルタ機能を果たさなくなるから
である。また、（ｂ）において、チョップドヤーンはこ
のような単繊維を５００〜２０００本程度収束したもの
が好ましい。The single fiber diameter of these (a) and (b) is preferably about 5 to 20 μm. Length 1 mm
In the following, the porosity formed by the fibers intersecting with each other becomes small and the pressure loss of the filter increases. Further, if the fiber diameter is smaller than 5 μm, the porosity formed by the intersection of the fibers becomes small and the pressure loss of the filter increases. If it is larger than 20 μm, the voids formed by the intersection of the fibers become large, and it becomes difficult to form the whisker aggregate layer. This is because if the pores are large, the whisker agglomerate layer will easily fall off during the drying or vapor deposition process, and the large pores will remain due to the dropout, and dust will pass through this hole and the filter function will not be fulfilled. Is. Further, in (b), the chopped yarn is preferably a bundle of about 500 to 2000 such single fibers.
【００２４】このような繊維成形体は、例えば、繊維の
織布を積層して樹脂を含浸させ、これを型に入れて真空
成形することによって所望の形状に成形する。Such a fiber molded body is formed into a desired shape, for example, by laminating fiber woven fabrics, impregnating them with a resin, putting them in a mold, and vacuum forming.
【００２５】また、チョップドヤーンの集合体に樹脂を
含浸させたものを成形型に巻き付けた後、硬化成形させ
てもよい。Alternatively, the aggregate of chopped yarns impregnated with resin may be wound around a molding die and then cured and molded.
【００２６】この場合、樹脂としてはフェノール樹脂、
エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール等を用いることが
でき、なお、樹脂の使用に当っては必要に応じて更に有
機溶媒又は水を用いる。In this case, the resin is phenol resin,
Epoxy resin, polyvinyl alcohol, or the like can be used, and in using the resin, an organic solvent or water is further used if necessary.
【００２７】なお、成形体としての基層の厚さは１〜１
０ｍｍとすることが望ましい。基層の厚さが１ｍｍ以下
では、製作工程でのハンドリングにより破損しやすくな
り、歩留りが悪化して製品価格が高くなってしまい、基
層の厚さが１０ｍｍを越えると、圧力損失が大きくな
り、石炭利用複合発電システムに利用できない除塵フィ
ルタとなってしまうのである。The thickness of the base layer as a molded body is 1 to 1.
It is desirable to set it to 0 mm. When the thickness of the base layer is 1 mm or less, it is easily damaged by the handling in the manufacturing process, the yield is deteriorated and the product price is increased, and when the thickness of the base layer is more than 10 mm, the pressure loss becomes large and the coal The dust filter cannot be used in the combined power generation system.
【００２８】（第２工程／チョップド単繊維含浸工程）
上記繊維成形体の除塵表面となる面の空孔内にセラミッ
クスのチョップド単繊維を含浸し、上記繊維成形体表面
の余分な樹脂を拭き取って除去する。このチョップド単
繊維はＳｉＣ繊維、Ｓｉ3Ｎ4繊維、Ａｌ2Ｏ3繊維、Ａｌ
2Ｏ3・ＳｉＯ2繊維、Ｃ繊維又は黒鉛繊維とし、これら
の繊維直径が０．５〜２０μｍの繊維を０．１〜５ｍｍ
の長さに切断処理した単繊維を用いるのが好ましい。繊
維径＜０．５μｍでは、繊維と繊維の交差により形成さ
れる除塵表面層の空隙率が小さくなり、フィルタの圧力
損失が増大し、逆に繊維径＞２０μｍでは、第１工程で
形成された繊維成形体の空孔内へチョップド単繊維が含
浸しにくくなる。また、繊維長さ＜０．１ｍｍでは、繊
維と繊維の交差により形成される除塵表面層の空隙率が
小さくなり、フィルタの圧力損失が増大し、逆に繊維長
さ＞５ｍｍでは、第１工程で形成された繊維成形体の空
孔内へチョップド単繊維が含浸しにくくなるからであ
る。(Second step / chopped single fiber impregnation step)
Ceramic chopped monofilaments are impregnated into the pores on the surface of the fiber molded body that is to be the dust removal surface, and excess resin on the surface of the fiber molded body is wiped off and removed. This chopped single fiber is SiC fiber, Si 3 N 4 fiber, Al 2 O 3 fiber, Al
2 O 3 · SiO 2 fiber, C fiber or graphite fiber, and fiber having a fiber diameter of 0.5 to 20 μm is 0.1 to 5 mm
It is preferable to use monofilaments cut to the length of. When the fiber diameter is <0.5 μm, the porosity of the dust-removing surface layer formed by the intersection of the fibers is small and the pressure loss of the filter is increased. On the contrary, when the fiber diameter is> 20 μm, it is formed in the first step. It becomes difficult for the chopped monofilaments to be impregnated into the pores of the fiber molded body. Further, when the fiber length <0.1 mm, the porosity of the dust-removing surface layer formed by the intersection of the fibers becomes small and the pressure loss of the filter increases, and conversely when the fiber length> 5 mm, the first step This is because it becomes difficult for the chopped monofilaments to be impregnated into the pores of the fiber molded body formed in.
【００２９】このようなチョップド単繊維を繊維成形体
に含浸させるが、これは次のような方法を採ることがで
きる。 （ａ）分散剤等でチョップド単繊維をスラリ状にし、繊
維成形体表面に刷毛等で塗布、乾燥する。 （ｂ）分散剤等でチョップド単繊維をスラリ状にし、こ
のスラリ中に繊維成形体を漬け、空孔に浸透させた後に
乾燥する。この場合は、除塵表面以外の部分に廻り込ま
ないように、例えば成形体が円筒形の場合には開口部に
蓋をする等の処置をして漬け込むようにすればよい。The chopped monofilament is impregnated into the fiber molding, and the following method can be adopted. (A) A chopped single fiber is made into a slurry with a dispersant or the like, applied to the surface of the fiber molded body with a brush or the like, and dried. (B) Chopped single fibers are made into a slurry with a dispersant or the like, and the fiber molded body is dipped in this slurry, allowed to penetrate into the pores, and then dried. In this case, for example, when the molded body has a cylindrical shape, the opening may be covered with a lid or the like so as not to wrap around the portion other than the dust removal surface.
【００３０】スラリ原料並びに配合割合は次のようにし
ている。 （１）ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4繊維 繊維 ＝４０重量％、 水 ＝５９．７重量％、 ジエチルアミン＝０．３％ を混合し、ボールミルにより１時間混練する。 （２）Ａｌ2Ｏ3繊維 繊維 ＝７０重量％、 水 ＝２９．５重量％、 解膠剤（アクリル系オリゴマー酸型）＝０．５％ を混合し、ボールミルにより１時間混練する。 （３）Ｃ、黒鉛繊維 繊維 ＝６０重量％、 エタノール ＝４０重量％、 を混合し、ボールミルにより１時間混練する。The slurry raw materials and the mixing ratio are as follows. (1) SiC, Si 3 N 4 fibers Fiber = 40% by weight, water = 59.7% by weight, diethylamine = 0.3% are mixed and kneaded for 1 hour by a ball mill. (2) Al 2 O 3 fiber Fiber = 70% by weight, water = 29.5% by weight, peptizer (acrylic oligomer acid type) = 0.5% are mixed and kneaded by a ball mill for 1 hour. (3) C, graphite fiber, fiber = 60% by weight, ethanol = 40% by weight, and kneaded by a ball mill for 1 hour.
【００３１】スラリの乾燥によって含浸されたチョップ
ド単繊維が飛散しないように、適当なバインダーを使用
することができる。あるいは、乾燥後に適当なバインダ
ーを塗布し、硬化させるようにしてもよい。このバイン
ダーとしては、例えば、エポキシ樹脂、ポリビニールア
ルコール樹脂のようなものを用いればよい。A suitable binder can be used so that the impregnated chopped monofilaments do not scatter when the slurry is dried. Alternatively, after drying, a suitable binder may be applied and cured. As the binder, for example, an epoxy resin or a polyvinyl alcohol resin may be used.
【００３２】上記チョップド単繊維の含浸深さは次のよ
うに設定する。 （チョップド単繊維平均径×１０）＜チョップド単繊維
含浸深さ＜１ｍｍ チョップド単繊維平均径の１０倍以下では大きな気孔が
残存し、除塵効率を低下させてしまい、１ｍｍ以上に含
浸させるとセラミックコーティングしたチョップド単繊
維層中に微細気孔が有って１ｍｍ以上では圧力損失が大
きくなり、石炭利用複合発電システムの除塵装置に適さ
なくなるからである。The impregnation depth of the chopped monofilament is set as follows. (Chopped monofilament average diameter x 10) <Chopped monofilament impregnation depth <1 mm Large pores remain when the chopped monofilament average diameter is 10 times or less, and the dust removal efficiency decreases, and when impregnated to 1 mm or more, ceramic coating This is because if the chopped monofilament layer has fine pores and the pore diameter is 1 mm or more, the pressure loss becomes large, and the chopped monofilament layer becomes unsuitable for a dust removing device of a coal-utilizing combined cycle power generation system.
【００３３】（第３工程／炭化処理工程）繊維成形体の
除塵表面にチョップド単繊維を含浸させたフィルタ素材
の樹脂類を炭化（あるいは黒鉛化）して繊維結合処理を
行う。これは成形体を不活性ガス中において加熱処理
し、結合樹脂を炭化させることで行えばよい。このよう
にして得られる繊維成形体は、樹脂の炭化又は黒鉛化に
より生成した炭素又は黒鉛が繊維同志の接点を接合して
なる繊維成形体となる。(Third Step / Carbonizing Step) The resin of the filter material in which the dust-removed surface of the fiber molded body is impregnated with chopped monofilaments is carbonized (or graphitized) to perform the fiber bonding treatment. This may be performed by heating the molded body in an inert gas to carbonize the binding resin. The fiber molded body thus obtained is a fiber molded body in which carbon or graphite generated by carbonizing or graphitizing a resin joins the contacts of the fibers.
【００３４】また、前記繊維成形体は表面にＣＶＤ法に
より炭素を析出させることにより、析出させた炭素で繊
維同志の接点を接合して製造することもできる。次工程
のＣＶＤコーティングに到るまでのハンドリングに十分
に耐え、しかも空孔率の大きい多孔質繊維成形体を容易
に製造することができる。The fiber molded body can also be manufactured by depositing carbon on the surface by a CVD method and joining the contacts of the fibers with each other by the deposited carbon. It is possible to easily manufacture a porous fiber molded body having a high porosity, which can sufficiently withstand the handling up to the CVD coating in the next step.
【００３５】（第４工程／ＣＶＤコーティング工程）上
述のチョップド単繊維凝集層が形成された繊維成形体に
対し、当該繊維成形体を構成している繊維表面に、所定
割合の空孔が残存するようにＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、又はＡ
ｌ2Ｏ3ＣＶＤコーティング層を形成することにより、繊
維表面の耐熱強度が向上されるとともに繊維同志の結合
性が増したフィルタが製造される。(Fourth Step / CVD Coating Step) With respect to the fiber molded body on which the chopped single fiber agglomerate layer is formed, a predetermined proportion of pores remain on the surface of the fibers forming the fiber molded body. Like SiC, Si 3 N 4 , or A
By forming the l 2 O 3 CVD coating layer, a filter having improved heat resistance strength of the fiber surface and increased bondability between fibers can be manufactured.
【００３６】チョップド単繊維の表面コーティング層の
膜厚は ０．５μｍ＜ｔm＜５μｍ の範囲で蒸着させるのである。０．５μｍ以下では強
度、耐熱性、耐食性が弱く、５μｍ以上では空孔率が小
さくなり圧損が増大するからである。The film thickness of the surface coating layer of chopped monofilament is vapor-deposited within the range of 0.5 μm <t m <5 μm. This is because if the thickness is 0.5 μm or less, the strength, heat resistance and corrosion resistance are weak, and if the thickness is 5 μm or more, the porosity decreases and the pressure loss increases.
【００３７】（第５工程／ウィスカ含浸工程）本発明に
係るフィルタは、繊維成形体の表面にチョップド単繊維
凝集層を形成した後、更にそのチョップド単繊維凝集層
の除塵表面側の領域の空孔にセラミックスウィスカを含
浸して乾燥させるのである。このウィスカの材質として
は、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、Ｃ、又は黒鉛が好適
であり、この中から１種または２種以上のウィスカをス
ラリ化し、これをフィルタ除塵表面部に吹き付け法や刷
毛による塗布方法で、除塵表面にウィスカスラリ層を形
成し、表面に付着した余分のスラリを拭き取りや刷毛で
除去する。(Fifth Step / Whisker Impregnation Step) In the filter according to the present invention, after the chopped monofilament agglomerate layer is formed on the surface of the fiber molded body, the empty space in the dust removal surface side region of the chopped monofilament agglomerate layer is further formed. The holes are impregnated with ceramic whiskers and dried. As a material for the whisker, SiC, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , C, or graphite is suitable, and one or more whiskers are slurried from the whiskers and used as a filter dust removal surface portion. A whisker slurry layer is formed on the dust-removed surface by a spraying method or a brush application method, and excess slurry adhering to the surface is wiped off or removed with a brush.
【００３８】セラミックスウィスカのスラリ化は次のよ
うにして行えばよい。 （１）ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4ウィスカ ウィスカ ＝４０重量％、 水 ＝５９．７重量％、 ジエチルアミン＝０．３％ を混合し、ボールミルにより１時間混練する。 （２）Ａｌ2Ｏ3ウィスカ ウィスカ ＝７０重量％、 水 ＝２９．５重量％、 解膠剤（アクリル系オリゴマー酸型）＝０．５％ を混合し、ボールミルにより１時間混練する。 （３）Ｃウィスカ ウィスカ ＝６０重量％、 エタノール ＝４０重量％、 を混合し、ボールミルにより１時間混練する。The ceramic whiskers may be slurried as follows. (1) SiC, Si 3 N 4 whiskers = 40% by weight, water = 59.7% by weight, diethylamine = 0.3% are mixed and kneaded by a ball mill for 1 hour. (2) Al 2 O 3 whiskers Whiskers = 70% by weight, water = 29.5% by weight, peptizer (acrylic oligomer acid type) = 0.5% are mixed and kneaded by a ball mill for 1 hour. (3) C whisker Whisker = 60% by weight, ethanol = 40% by weight, and kneaded with a ball mill for 1 hour.
【００３９】このようにして得られたウィスカスラリ
は、フィルタ本体の除塵表面部の空孔内に含浸される。
含浸の程度としては、圧損増大の影響を回避するために
表層部分のみに含浸させればよいが、含浸の程度は、 （ウィスカ平均径×１０）＜（ウィスカ含浸深さ）＜１
ｍｍ が望ましい。ウィスカ平均径の１０倍以下では大きな気
孔が残存し易く、除塵効率が低下するからである。ま
た、セラミックスをコーティングしたウィスカ層には微
細な孔が開いているので、この層が厚くなり過ぎると圧
力損失が大きくなる。この層の厚さが１ｍｍ以上では、
石炭利用複合発電システムの除塵装置に要求される圧力
損失値を上回るので、上限は１ｍｍ未満であることが望
ましい。The whisker slurry thus obtained is impregnated into the pores on the dust removing surface of the filter body.
As for the degree of impregnation, it is sufficient to impregnate only the surface layer portion in order to avoid the effect of increased pressure loss, but the degree of impregnation is (whisker average diameter × 10) <(whisker impregnation depth) <1
mm is preferable. This is because if the whisker average diameter is 10 times or less, large pores are likely to remain, and the dust removal efficiency is reduced. Further, since fine holes are formed in the whisker layer coated with ceramics, if this layer becomes too thick, pressure loss increases. When the thickness of this layer is 1 mm or more,
The upper limit is preferably less than 1 mm because it exceeds the pressure loss value required for the dust remover of the coal-utilizing combined cycle power generation system.
【００４０】ウィスカスラリの含浸後、水や有機溶媒が
沸騰しない温度、圧力条件で乾燥させ、セラミックスウ
ィスカのみを残留させればよい（バインダを使用する場
合はバインダ成分も残留させる）。これによって、フィ
ルタ本体の除塵表面層にセラミックスウィスカ凝集層が
形成され、この部分での空孔率は基体部分よりも低い
が、細かいダストの捕集が可能となる。After the impregnation with the whisker slurry, the ceramics whiskers may be left alone by drying under the temperature and pressure conditions at which water or the organic solvent does not boil (when the binder is used, the binder component is also left). As a result, a ceramic whisker aggregation layer is formed on the dust-removing surface layer of the filter body, and although the porosity at this portion is lower than that at the substrate portion, fine dust can be collected.
【００４１】（第６工程／ウィスカＣＶＤコーティング
工程）次いで、上記セラミックスウィスカ凝集層のウィ
スカ表面にＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、又はＡｌ2Ｏ3のＣＶＤコ
ーティング層を形成するのである。これはウィスカ相互
の結合性を補強するためのもので、ＣＶＤ処理により含
浸したウィスカ凝集体表面の平均膜厚ｔm、すなわち、
ウィスカ表面に被覆されたセラミックス膜の平均厚さ
が、 ０．５μｍ＜ｔm＜５μｍ の範囲で蒸着させるのである。０．５μｍ以下では強
度、耐熱性、耐食性が弱く、５μｍ以上では空孔率が小
さくなり圧損が増大するからである。(Sixth step / whisker CVD coating step) Next, a CVD coating layer of SiC, Si 3 N 4 or Al 2 O 3 is formed on the whisker surface of the ceramic whisker aggregate layer. This is to reinforce the mutual bonding of the whiskers, and the average film thickness t m of the surface of the whisker aggregates impregnated by the CVD treatment, that is,
The average thickness of the ceramic film coated on the whisker surface is 0.5 μm <t m <5 μm. This is because if the thickness is 0.5 μm or less, the strength, heat resistance and corrosion resistance are weak, and if the thickness is 5 μm or more, the porosity decreases and the pressure loss increases.
【００４２】このようなフィルタでは、繊維成形体を構
成する繊維、この繊維の接合のための炭素又は黒鉛、上
記ＣＶＤコーティング層及び空孔の体積合有率は、その
除塵効率、圧力損失、耐熱性、機械的特性、耐久性等の
面から、下記の範囲であることが好ましい。 繊維：１〜１５％ 炭素又は黒鉛：２〜２０％ ＣＶＤコーティング層：２〜１５％ 空孔：５０〜９５％ すなわち、繊維＜１％では、フィルタの強度が低くなり
すぎ、逆洗時のガスの風圧により損傷しやすくなる。ま
た、繊維＞１５％では、圧力損失の小さなフィルタとす
るためにＣＶＤコーティング層を少なくする必要が生
じ、これによって繊維と繊維の結合力が低下し、逆洗の
圧力に耐えられなくなる。更に、炭素又は黒鉛＜２％で
はＣＶＤコーティング前のハンドリングに耐えられる結
合強度が得られず、炭素又は黒鉛＞２０％では、圧力損
失の小さなフィルタとするためにＣＶＤコーティング層
を少なくする必要が生じ、これによって繊維と繊維の結
合力が低下し、逆洗の圧力に耐えられなくなるからであ
る。ＣＶＤコーティング層＜２％では繊維と繊維の結合
力が弱く、逆洗時の風圧に耐えられない。また、ＣＶＤ
コーティング層＞２０％では脆くなって熱衝撃に耐えら
れなくなる。加えて、空孔＜５０％では圧力損失が大と
なり、空孔＞９５％では強度が低下し、逆洗に耐えられ
ず、ウィスカ凝集層の形成が困難となり、凝集層が脱落
し、大きな空孔が残存するフィルタになりやすいからで
ある。In such a filter, the fibers constituting the fiber molded body, carbon or graphite for joining the fibers, the volume ratio of the CVD coating layer and the pores are such as dust removal efficiency, pressure loss and heat resistance. From the viewpoints of properties, mechanical properties, durability, etc., the following range is preferable. Fiber: 1 to 15% Carbon or graphite: 2 to 20% CVD coating layer: 2 to 15% Porosity: 50 to 95% That is, if the fiber <1%, the strength of the filter becomes too low and the gas during backwashing It is easily damaged by wind pressure. Further, when the fiber is> 15%, it is necessary to reduce the CVD coating layer in order to obtain a filter having a small pressure loss, which reduces the binding force between the fibers and makes it impossible to withstand the backwash pressure. Furthermore, if carbon or graphite <2%, a bond strength that can withstand handling before CVD coating cannot be obtained, and if carbon or graphite> 20%, it is necessary to reduce the number of CVD coating layers in order to obtain a filter with a small pressure loss. As a result, the binding force between the fibers is reduced, and the backwash pressure cannot be withstood. When the CVD coating layer is less than 2%, the binding force between fibers is weak and the wind pressure during backwash cannot be endured. Also, CVD
When the coating layer is> 20%, it becomes brittle and cannot withstand thermal shock. In addition, the pressure loss becomes large when the pores <50%, the strength decreases when the pores> 95%, the backwash cannot be endured, the formation of the whisker coagulation layer becomes difficult, and the cohesion layer falls off, resulting in large voids. This is because the filter tends to have holes.
【００４３】このようなフィルタ本体の形状としては特
に制限はないが、圧力損失を小さくし、かつ、フィルタ
の逆洗（堆積ダストの除去）時の圧力に対する耐久性を
高めるために、次の（Ａ）〜（Ｃ）の形状とするのが好
ましい。 （Ａ） 有底又は無底円筒形状 （Ｂ） 有底又は無底角筒形状 （Ｃ） 上記（Ａ）又は（Ｂ）で長さ方向にテーパがつ
いたもの（一端側と他端側で横断面の大ささが異なるも
の）The shape of such a filter body is not particularly limited, but in order to reduce the pressure loss and to enhance the durability against pressure during backwashing of the filter (removal of accumulated dust), the following ( The shapes of A) to (C) are preferable. (A) Bottomed or bottomless cylindrical shape (B) Bottomed or bottomless rectangular tube shape (C) Tapered in the length direction in (A) or (B) above (on one end side and the other end side) (The size of the cross section is different)
【００４４】なお、フィルタの肉厚ｔは、圧力損失、耐
逆洗圧力の面から、フィルタの半径Ｒに対して、√（Ｒ
／３０）＜ｔ＜１５ｍｍであることが好ましい。ｔ＜√
（Ｒ／３０）では圧力損失は小さいものの逆洗圧力によ
り破損し易く、ｔ＞１５ｍｍでは耐逆洗圧力性は良好で
あるものの、圧力損失が大きくなるからである。The filter wall thickness t is √ (R
It is preferable that / 30) <t <15 mm. t <√
This is because at (R / 30), the pressure loss is small, but it is easily damaged by the backwash pressure, and at t> 15 mm, the backwash pressure resistance is good but the pressure loss becomes large.
【００４５】ここで、フィルタの半径Ｒとは、円筒形フ
ィルタ（Ａ）ではその内半径（真円でない場合には平均
内半径）、角筒形フィルタ（Ｂ）では内壁の外接円半
径、テーパ付フィルタ（Ｃ）では上記（Ａ）、（Ｂ）に
おける半径において、大きい方の半径をさす。Here, the radius R of the filter is the inner radius of the cylindrical filter (A) (the average inner radius if it is not a perfect circle), and the radius of the circumscribed circle of the inner wall of the rectangular filter (B). In the attached filter (C), the larger radius is used in the radii in (A) and (B).
【００４６】上記フィルタにおいて、繊維成形体を構成
する繊維材質（織布繊維、チョップド単繊維）、並びに
ウィスカと、ＣＶＤコーティング層の材質とは同一であ
っても異なっていても良いが、両者を同一材質とした場
合には、熱膨張差による応力の発生が防止され、より高
温での使用に有利である。In the above filter, the fibrous material (woven fabric fiber, chopped monofilament) constituting the fibrous molded body and the whiskers may be the same as or different from the material of the CVD coating layer. When the same material is used, generation of stress due to the difference in thermal expansion is prevented, which is advantageous for use at higher temperatures.
【００４７】このように構成された本発明のフィルタ
は、ゴミ焼却炉の出口排ガスやボイラ出口排ガスのダス
ト除去、製鉄用高炉の炉頂圧タービン流入ガスのダスト
除去、高炉排ガスのダスト除去等に有効であるが、特に
高温、腐食性ガスの除塵とともに、ダスト濃度を大幅に
低減させる必要のある加圧流動層複合発電や石炭ガス化
複合発電などの石炭利用複合発電システムにおける高温
集塵に極めて有効に使用することができる。The filter of the present invention thus constructed is used for removing dust from the exhaust gas from the waste incinerator and from the boiler, exhaust gas from the furnace top pressure turbine of the steelmaking blast furnace, and dust from the blast furnace exhaust gas. Although effective, it is extremely useful for high temperature dust collection in coal-based combined cycle power generation systems such as pressurized fluidized bed combined cycle power generation and coal gasification combined cycle power generation, which require dust reduction of high temperature and corrosive gas as well as drastically reducing dust concentration. It can be used effectively.
【００４８】なお、本発明のフィルタ製造工程は、
（１）第１工程／繊維成形工程→第３工程／炭化処理工
程→第４工程／ＣＶＤコーティング工程→第２工程／チ
ョップド単繊維含浸工程→第３工程／炭化処理工程→第
４工程／ＣＶＤコーティング工程→第５工程／ウィスカ
含浸工程→第６工程（ウィスカＣＶＤコーティング工
程）の順位、（２）第１工程／繊維成形工程→第３工程
／炭化処理工程→第２工程／チョップド単繊維含浸工程
→第３工程／炭化処理工程→第４工程／ＣＶＤコーティ
ング工程→第５工程／ウィスカ含浸工程→第６工程（ウ
ィスカＣＶＤコーティング工程）の順位、（３）第１工
程／繊維成形工程→第３工程／炭化処理工程→第４工程
／ＣＶＤコーティング工程→第２工程／チョップド単繊
維含浸工程→第３工程／炭化処理工程→第５工程／ウィ
スカ含浸工程→第４工程／ＣＶＤコーティング工程→第
６工程（ウィスカＣＶＤコーティング工程）の順位、
（４）第１工程／繊維成形工程→第３工程／炭化処理工
程→第４工程／ＣＶＤコーティング工程→第２工程／チ
ョップド単繊維含浸工程→第５工程／ウィスカ含浸工程
→第３工程／炭化処理工程→第４工程／ＣＶＤコーティ
ング工程→第６工程（ウィスカＣＶＤコーティング工
程）の順位、で行うこともできる。The filter manufacturing process of the present invention is as follows.
(1) First step / fiber molding step → third step / carbonization step → fourth step / CVD coating step → second step / chopped single fiber impregnation step → third step / carbonization step → fourth step / CVD Coating process → 5th process / whisker impregnation process → rank of 6th process (whisker CVD coating process), (2) 1st process / fiber molding process → 3rd process / carbonization process → 2nd process / chopped single fiber impregnation Process → 3rd process / carbonization process → 4th process / CVD coating process → 5th process / whisker impregnation process → 6th process (whisker CVD coating process), (3) 1st process / fiber molding process → 3 steps / carbonization step → 4th step / CVD coating step → 2nd step / chopped single fiber impregnation step → 3rd step / carbonization step → 5th step / whisker impregnation step → 4th step Order of the degree / CVD coating process → sixth step (whiskers CVD coating process),
(4) First step / fiber molding step → third step / carbonization step → fourth step / CVD coating step → second step / chopped single fiber impregnation step → fifth step / whisker impregnation step → third step / carbonization It is also possible to carry out in the order of treatment step → fourth step / CVD coating step → sixth step (whisker CVD coating step).
【００４９】このようにすることで、織布等により形成
されている繊維成形体の繊維炭化処理とＣＶＤコーティ
ングにより基体強度が予め確保され、得られた繊維成形
体は、樹脂の炭化又は黒鉛化により生成した炭素又は黒
鉛が繊維同志の接点を接合した繊維成形体となる。この
結合強度が高い繊維成形体に対してチョップド単繊維が
含浸され、除塵表面に単繊維集合体の凝集層が形成さ
れ、更に最終的に行われるセラミックス表面蒸着により
単繊維同志の結合性を強化安定させることができるとと
もに、チョップド単繊維凝集層の表層部にウィスカ凝集
層が形成され、このウィスカ凝集体における微細な孔に
よる初期捕集をなす構成であるため、細かいダストの集
塵機能に優れている。By doing so, the strength of the substrate is secured in advance by the fiber carbonization treatment and the CVD coating of the fiber molded body formed of a woven fabric or the like, and the obtained fiber molded body is carbonized or graphitized of the resin. The carbon or graphite generated by means of the above becomes a fiber molded body in which the contacts of fibers are joined together. Chopped monofilaments are impregnated into the fiber molded body with high bond strength, a cohesive layer of monofilament aggregates is formed on the dust-removed surface, and finally the ceramic surface vapor deposition enhances the bondability between monofilaments. In addition to being stable, a whisker aggregation layer is formed on the surface layer of the chopped single fiber aggregation layer, and the initial collection is made by the fine pores in this whisker aggregation, so it has an excellent dust collection function. There is.
【００５０】[0050]
（実施例１）長さ２ｍｍ、直径１５μｍのＳｉＣ繊維を
アセトン：フェノール樹脂：２：１（重量比）の混合液
中に分散させ、これを型に流し込んでオートクレーブ処
理により硬化させ、その後、窒素ガス雰囲気中にて９０
０℃で加熱して樹脂を炭化させた。次いで、上記フィル
タ本体１に対して、除塵表面となる円筒１Ｂ及び底面部
１Ｃの外表面に、長さ０．５ｍｍ、直径８．５μｍのＳ
ｉＣ単繊維をつぎの組成のスラリにして刷毛で塗布し、
フィルタ本体表面に付着した余分のスラリを拭き取った
のち、９０℃の大気中で乾燥させた。含浸深さは０．９
ｍｍであった。 繊維：水：ジエチルアミン＝４０：５９．７：０．３
（重量比）Example 1 A SiC fiber having a length of 2 mm and a diameter of 15 μm was dispersed in a mixed solution of acetone: phenol resin: 2: 1 (weight ratio), poured into a mold and cured by an autoclave treatment, and then nitrogen. 90 in gas atmosphere
The resin was carbonized by heating at 0 ° C. Next, with respect to the filter body 1, S having a length of 0.5 mm and a diameter of 8.5 μm is formed on the outer surfaces of the cylinder 1B and the bottom surface portion 1C which are dust removal surfaces.
iC monofilament is made into a slurry of the following composition and applied with a brush,
After the excess slurry adhering to the surface of the filter body was wiped off, it was dried in the atmosphere at 90 ° C. Impregnation depth is 0.9
mm. Fiber: Water: Diethylamine = 40: 59.7: 0.3
(Weight ratio)
【００５１】このようにして得られたＳｉＣ繊維成型体
の繊維表面にＣＶＤ法によりＳｉＣコーティング層を形
成して、図１に示す断面形状及び寸法の、フランジ部１
Ａ、円筒部１Ｂ、底面部ｌＣよりなる円筒形フィルタ本
体１を製造した。得られたフィルタ本体の各構成要素の
体積含有率は次の通りである。 ＳｉＣ繊維：７％ 炭素：２％ ＳｉＣコティング層：１０％ 空孔：８１％A SiC coating layer is formed by a CVD method on the fiber surface of the thus obtained SiC fiber molded body, and the flange portion 1 having the sectional shape and dimensions shown in FIG. 1 is formed.
A cylindrical filter body 1 including A, a cylindrical portion 1B, and a bottom portion IC was manufactured. The volume content of each component of the obtained filter body is as follows. SiC fiber: 7% Carbon: 2% SiC coating layer: 10% Porosity: 81%
【００５２】次いで、上記フィルタ本体に対して、除塵
表面となる円筒部１Ｂ及び底面部１Ｃの外面にＳｉＣウ
ィスカのスラリを塗布した後、余分のスラリを拭き取り
除去し、これを乾燥加熱させた。ウィスカ含浸深さは
０．７ｍｍであった。乾燥後に、ＣＶＤ法によりウィス
カの表面に対してＳｉＣコーティング層を形成して、セ
ラミックスコーティングウィスカ凝集層を形成した。こ
のとき、含浸したウィスカ表面に被覆されたセラミック
スの平均膜厚ｔmは２μｍであった。Next, after the slurry of SiC whiskers was applied to the outer surfaces of the cylindrical portion 1B and the bottom portion 1C, which are the dust-removing surfaces, of the filter body, the excess slurry was wiped off and dried and heated. The whisker impregnation depth was 0.7 mm. After drying, a SiC coating layer was formed on the surface of the whisker by the CVD method to form a ceramic coating whisker aggregate layer. At this time, the average film thickness t m of the ceramics coated on the surface of the impregnated whiskers was 2 μm.
【００５３】（比較例１）上記フィルタ本体、すなわ
ち、ＣＶＤコーティングの単繊維凝集層及びウィスカ凝
集層を形成しないフィルタと以下の除塵条件のもとで、
除塵効果の比較を行った。除塵条件 排ガス量：１２００ｍ3Ｎ／ｈｒ 排ガス温度：１０００〜１０５０℃ ダスト種類：カーボン粒子（平均粒子径１μｍ） ダスト濃度：４ｇ／ｍ3Ｎ 濾過速度：３．９ｍ／ｍｉｎ（１０２５℃において） フィルタ本数：２８本（濾過面積約５．１ｍ2） 再生方法：パルスエア（タイマ制御：約３分間隔）(Comparative Example 1) Under the following dust removal conditions under the above filter body, that is, a filter that does not form a CVD-coated single fiber aggregated layer and a whisker aggregated layer:
The dust removal effect was compared. Dust removal conditions Exhaust gas amount: 1200 m 3 N / hr Exhaust gas temperature: 1000 to 1050 ° C. Dust type: Carbon particles (average particle diameter 1 μm) Dust concentration: 4 g / m 3 N Filtration speed: 3.9 m / min (at 1025 ° C.) Filter Number: 28 (filtration area about 5.1 m 2 ) Regeneration method: pulsed air (timer control: about 3 minutes interval)
【００５４】図２及び図３より、本発明のフィルタによ
れば、長期にわたり、小さい圧力損失にて、また、高い
補集効率にて安定に除塵処理できることが明らかであ
る。補集効率は、比較例１が９６．５％以下であったの
に対し、実施例１のフィルタでは９９．９９％であっ
た。It is clear from FIGS. 2 and 3 that the filter of the present invention can stably remove dust with a small pressure loss and a high collection efficiency for a long period of time. The collection efficiency was 96.5% or less in Comparative Example 1, while it was 99.99% in the filter of Example 1.
【００５５】（実施例２）直径１１μｍのＳｉＣ連続繊
維よりなる不織布を固形分６重量％のポリビニールアル
コール水溶液中に分散させ、これを型に流し込んで硬化
させ、次いで、この成形体に対して、除塵表面となる円
筒１Ｂ及び底面部１Ｃの外表面に、長さ１ｍｍ、直径
８．５μｍのＳｉＣ単繊維をつぎの組成のスラリにして
刷毛で塗布し、フィルタ本体表面に付着した余分のスラ
リを拭き取ったのち、９０℃の大気中で乾燥させた。含
浸深さは０．７ｍｍであった。 繊維：水：ジエチルアミン＝４０：５９．７：０．３
（重量比）Example 2 A nonwoven fabric made of SiC continuous fibers having a diameter of 11 μm was dispersed in a polyvinyl alcohol aqueous solution having a solid content of 6% by weight, poured into a mold and cured, and then the molded body was molded. On the outer surfaces of the cylinder 1B and the bottom surface portion 1C, which are the dust-removing surfaces, a single-filament SiC fiber having a length of 1 mm and a diameter of 8.5 μm is applied with a brush and applied to the surface of the filter body. After being wiped off, it was dried in the atmosphere at 90 ° C. The impregnation depth was 0.7 mm. Fiber: Water: Diethylamine = 40: 59.7: 0.3
(Weight ratio)
【００５６】その後、窒素ガス雰囲気中にて９００℃で
加熱して樹脂を炭化させた。このようにして得られたＳ
ｉＣ繊維成型体の繊維表面にＣＶＤ法によりＳｉＣコー
ティング層を形成して、第１図に示す断面形状及び寸法
の、フランジ部１Ａ、円筒部１Ｂ、底面部１Ｃよりなる
円筒形フィルタ本体１を製造した。得られたフィルタ本
体の各構成要素の体積含有率は次の通りである。 ＳｉＣ繊維：１２％ 炭素：１．５％ ＳｉＣコーティング層：６．５％ 空孔：８０％Then, the resin was carbonized by heating at 900 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. S obtained in this way
An SiC coating layer is formed on the fiber surface of the iC fiber molded body by a CVD method to manufacture a cylindrical filter body 1 having a flange portion 1A, a cylindrical portion 1B, and a bottom surface portion 1C having a sectional shape and dimensions shown in FIG. did. The volume content of each component of the obtained filter body is as follows. SiC fiber: 12% Carbon: 1.5% SiC coating layer: 6.5% Porosity: 80%
【００５７】次いで、上記フィルタ本体に対して、除塵
表面となる円筒部１Ｂ及び底面部１Ｃの外面にＳｉＣウ
ィスカのスラリを塗布した後、余分のスラリを拭き取り
除去し、これを乾燥加熱させた。ウィスカ含浸深さは
０．５ｍｍであった。乾燥後に、ＣＶＤ法によりウィス
カの表面に対してＳｉＣコーティング層を形成して、セ
ラミックスコーティングウィスカ凝集層を形成した。こ
のとき、含浸したウィスカ表面に被覆されたセラミック
スの平均膜厚ｔmは３．５μｍであった。Next, after the slurry of SiC whiskers was applied to the outer surfaces of the cylindrical portion 1B and the bottom portion 1C, which are the dust-removing surfaces, of the filter body, the excess slurry was wiped off and dried and heated. The whisker impregnation depth was 0.5 mm. After drying, a SiC coating layer was formed on the surface of the whisker by the CVD method to form a ceramic coating whisker aggregate layer. At this time, the average film thickness t m of the ceramics coated on the surface of the impregnated whiskers was 3.5 μm.
【００５８】（比較例２）上記フィルタ本体、すなわ
ち、ＣＶＤコーティングの単繊維凝集層及びウィスカ凝
集層を形成しないフィルタと以下の除塵条件のもとで、
除塵効果の比較を行った。除塵条件 排ガス量：１２００ｍ3Ｎ／ｈｒ 排ガス温度：１０００〜１０５０℃ ダスト種類：カーボン粒子（平均粒子径１μｍ） ダスト濃度：４ｇ／ｍ3Ｎ 濾過速度：３．９ｍ／ｍｉｎ（１０２５℃において） フィルタ本数：２８本（濾過面積約５．１ｍ2） 再生方法：パルスエア（タイマ制御：約３分間隔）(Comparative Example 2) Under the following dust removal conditions under the above filter body, that is, a filter that does not form a CVD-coated single fiber aggregated layer and a whisker aggregated layer:
The dust removal effect was compared. Dust removal conditions Exhaust gas amount: 1200 m 3 N / hr Exhaust gas temperature: 1000 to 1050 ° C. Dust type: Carbon particles (average particle diameter 1 μm) Dust concentration: 4 g / m 3 N Filtration speed: 3.9 m / min (at 1025 ° C.) Filter Number: 28 (filtration area about 5.1 m 2 ) Regeneration method: pulsed air (timer control: about 3 minutes interval)
【００５９】図４及び図５より、本発明のフィルタによ
れば、長期にわたり、小さい圧力損失にて、また、高い
補集効率にて安定に除塵処理できることが明らかであ
る。補集効率は、比較例２が９８％以下であったのに対
し、実施例２のフィルタでは９９．９９％であった。It is clear from FIGS. 4 and 5 that the filter of the present invention can stably remove dust with a small pressure loss and a high collection efficiency for a long period of time. The collection efficiency was 98% or less in Comparative Example 2, whereas it was 99.99% in the filter of Example 2.
【００６０】（実施例３）実施例１と同様の方法により
製造した有底角筒形フィルタを使用して、外形寸法２．
２ｍ×１．５ｍ×１．０ｍ高さで総濾過面積が１７．４
ｍ2の除塵器を製造し、一般都市ゴミを焼却して発生し
た排ガスを下記除塵条件にて処理した。(Embodiment 3) Using a bottomed rectangular tubular filter manufactured by the same method as in Embodiment 1, the external dimensions 2.
2m x 1.5m x 1.0m high with a total filtration area of 17.4
An m 2 dust remover was manufactured, and exhaust gas generated by incinerating general municipal waste was treated under the following dust removing conditions.
【００６１】（比較例３）上記フィルタ本体、すなわ
ち、ＣＶＤコーティングのウィスカ凝集層を形成しない
フィルタと下記の除塵条件のもとで、除塵効果の比較を
行った。除塵条件 排ガス量：９７０ｍ3Ｎ／ｈｒ 排ガス温度：９００℃ 除塵器入口ダスト濃度：７ｇ／ｍ3ＮComparative Example 3 The dust removal effect was compared under the following dust removal conditions with the above filter body, that is, the filter in which the CVD-coated whisker aggregation layer is not formed. Dust removal conditions Exhaust gas amount: 970 m 3 N / hr Exhaust gas temperature: 900 ° C. Dust collector inlet dust concentration: 7 g / m 3 N
【００６２】本発明のフィルタによれば、比較例３と比
較して圧力損失はわずかに増大するが、長期にわたり高
い補集効率にて安定に除塵処理できることが明らかであ
る。１０００時間稼働後の補集効率は９９．９９％であ
り、比較例３の１０００時間稼働後の補集効率９９．５
％と比較して、長期にわたり高効率で安定して除塵処理
できることが明らかである。According to the filter of the present invention, the pressure loss slightly increases as compared with Comparative Example 3, but it is clear that the dust removal treatment can be stably performed with a high collection efficiency for a long period of time. The collection efficiency after 1000 hours of operation was 99.99%, and the collection efficiency of Comparative Example 3 after 1000 hours of operation was 99.5.
It is clear that the dust removal process can be performed with high efficiency and stability over a long period of time as compared with%.
【００６３】[0063]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、アルミナ・シリカ及び
炭素よりなる群から選ばれる１種又は２種以上の繊維の
織布の層又はチョップドヤーンの集合層により形成され
る繊維成形体の表層部に炭化珪素、窒化珪素、アルミ
ナ、アルミナ・シリカ、炭素及び黒鉛よりなる群から選
ばれる１種又は２種以上のチョップド単繊維を含浸させ
て形成される単繊維凝集層を設け、繊維表面には炭化珪
素、窒化珪素、アルミナ及び炭素よりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上のコーティング層を気相蒸着させた
ＣＶＤコーティング層を形成し、更にこのチョップド単
繊維凝集層の除塵表面側にウィスカ凝集層を形成し、こ
のウィスカ表面にも炭化珪素、窒化珪素、アルミナ及び
炭素よりなる群から選ばれる１種又は２種以上のコーテ
ィング層を気相蒸着させたＣＶＤコーティング層を形成
するようにしてあるので、耐熱性、高温での耐腐食性、
耐久性に優れるとともに、圧力損失の上昇を抑制しつ
つ、除塵表面部におけるウィスカ凝集層、チョップド単
繊維凝集層の微細な孔による。細かいダストの捕集と、
これに続く内部のＣＶＤ処理された繊維成形体による捕
集作用によって捕集効率が大幅に向上され、かつ小型薄
肉化が可能で、石炭利用複合発電システム等で要求され
る高効率ダスト捕集処理に有効な高精度フィルタが提供
される。As described above, according to the present invention,
Carbonization is carried out on the surface layer portion of the fiber molded body formed by a woven fabric layer of one or more fibers selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, alumina, alumina-silica and carbon or an aggregate layer of chopped yarns. A single fiber aggregation layer formed by impregnating one or more chopped single fibers selected from the group consisting of silicon, silicon nitride, alumina, alumina-silica, carbon and graphite is provided, and silicon carbide is provided on the fiber surface. Forming a CVD coating layer by vapor-depositing one or more coating layers selected from the group consisting of, silicon nitride, alumina and carbon, and further forming a whisker aggregation layer on the dust removal surface side of the chopped single fiber aggregation layer. On the surface of the whiskers, and one or more coating layers selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, alumina and carbon are vapor-deposited. Since not have are so as to form a CVD coating layer, heat resistance, corrosion resistance at high temperatures,
It has excellent durability and suppresses the rise of pressure loss, and it is due to the fine pores of the whisker aggregation layer and chopped monofilament aggregation layer on the dust removal surface. Collecting fine dust,
Subsequent to this, the efficiency of collection is greatly improved by the collection effect of the internal CVD-processed fiber molded body, and it is possible to reduce the size and thickness, and the high-efficiency dust collection process required in coal-based combined cycle power generation systems, etc. An effective high precision filter is provided.
【図１】実施例のフィルタ断面図及び部分拡大図であ
る。FIG. 1 is a sectional view and a partially enlarged view of a filter according to an embodiment.
【図２】実施例１と比較例１の圧力損失の経時的変化を
求めた除塵試験結果を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the results of a dust removal test in which changes in pressure loss over time of Example 1 and Comparative Example 1 were obtained.
【図３】実施例１と比較例１の粉塵捕集効率の経時的変
化を求めた除塵試験結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the results of a dust removal test in which changes in the dust collection efficiency of Example 1 and Comparative Example 1 were obtained over time.
【図４】実施例２と比較例２の圧力損失の経時的変化を
求めた除塵試験結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the results of a dust removal test in which changes in pressure loss over time of Example 2 and Comparative Example 2 were obtained.
【図５】実施例２と比較例２の粉塵捕集効率の経時的変
化を求めた除塵試験結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of a dust removal test in which changes in the dust collection efficiency of Example 2 and Comparative Example 2 were obtained over time.
１ 円筒形フィルタ本体 １Ａ フランジ部 １Ｂ 円筒部 １Ｃ 底面部 1 Cylindrical filter body 1A Flange part 1B Cylindrical part 1C Bottom part
Claims (3)
ナ・シリカ及び炭素よりなる群から選ばれる１種又は２
種以上の繊維の織布層又はチョップドヤーンの集合層と
して構成される繊維成形体と、 この繊維成形体の除塵表面空孔内に形成され、炭化珪
素、窒化珪素、アルミナ、アルミナ・シリカ、炭素及び
黒鉛よりなる群から選ばれる１種又は２種以上のチョッ
プド単繊維から構成される単繊維凝集層と、 このチョップド単繊維凝集層の除塵表面側に形成され、
炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、炭素及び黒炭よりなる
群から選ばれる１種又は２種以上のウィスカ凝集層と、
から形成され、 前記繊維成形体、チョップド単繊維凝集層、及びウィス
カ凝集層の繊維・ウィスカ表面には炭化珪素、窒化珪
素、及びアルミナよりなる群から選ばれる１種又は２種
以上の気相蒸着コーティング層を形成してなることを特
徴とするフィルタ。1. One or two selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, alumina, alumina-silica and carbon.
A fibrous molding formed as a woven layer of at least one kind of fiber or an aggregated layer of chopped yarns, and silicon carbide, silicon nitride, alumina, alumina-silica, carbon formed in the dust removal surface pores of the fibrous molding. And a monofilament agglomerate layer composed of one or more chopped monofilaments selected from the group consisting of graphite and a dust removal surface side of the chopped monofilament agglomerate layer,
One or more whisker aggregation layers selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, alumina, carbon and black charcoal;
And a vapor deposition of one or more selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, and alumina on the fiber / whisker surface of the fiber molded body, the chopped single fiber agglomerated layer, and the whisker agglomerated layer. A filter having a coating layer formed thereon.
ナ・シリカ及び炭素よりなる群から選ばれる１種又は２
種以上の繊維の織布の層又はチョップドヤーンの集合層
に対して樹脂類の含浸により繊維成形体を形成してお
き、 前記繊維成形体の除塵表面空孔内に、炭化珪素、窒化珪
素、アルミナ、アルミナ・シリカ、炭素及び黒鉛よりな
る群から選ばれる１種又は２種以上のチョップド単繊維
を分散剤によりスラリ状にして含浸乾燥させ、 前記スラリの乾燥後に樹脂類の炭化処理をなし、 チョップド単繊維凝集層が形成された繊維成形体の繊維
表面に炭化珪素、窒化珪素、及びアルミナよりなる群か
ら選ばれる１種又は２種以上のコーティング層を気相蒸
着させ、 前記チョップド単繊維凝集層の除塵表面に炭化珪素、窒
化珪素、アルミナ、炭素及び黒鉛よりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上のウィスカスラリを含浸乾燥させ、 これにより形成されたウィスカ凝集層のウィスカ表面に
炭化珪素、窒化珪素及びアルミナよりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上のコーティング層を気相蒸着させる
ことを特徴とするフィルタ製造方法。2. One or two selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, alumina, alumina-silica and carbon.
A fiber molded body is formed by impregnating a resin with respect to a woven fabric layer of at least one kind of fibers or an aggregate layer of chopped yarns, and silicon carbide, silicon nitride, in the dust removal surface pores of the fiber molded body, A chopped single fiber of one or more kinds selected from the group consisting of alumina, alumina-silica, carbon and graphite is made into a slurry with a dispersant and impregnated and dried, and after the slurry is dried, a carbonization treatment of resins is carried out, One or more coating layers selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, and alumina are vapor-deposited on the fiber surface of the fiber molded body on which the chopped single fiber aggregate layer is formed, and the chopped single fiber aggregate layer is formed. The dust-removing surface of the layer is impregnated and dried with one or more whisker slurries selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, alumina, carbon and graphite. Silicon carbide whisker surface of the whiskers aggregate layer was, filter manufacturing method characterized by one or more coating layers selected from the group consisting of silicon nitride and alumina vapor-phase deposition.
ナ・シリカ及び炭素よりなる群から選ばれる１種又は２
種以上の繊維の織布の層又はチョップドヤーンの集合層
として構成される繊維成形体を形成しておき、 前記繊維成形体の樹脂類の炭化処理をなし、 この繊維成形体の繊維表面に炭化珪素、窒化珪素、及び
アルミナよりなる群から選ばれる１種又は２種以上のコ
ーティング層を気相蒸着させ、 前記繊維成形体の除塵表面空孔内に、炭化珪素、窒化珪
素、アルミナ、アルミナ・シリカ、炭素及び黒鉛よりな
る群から選ばれる１種又は２種以上のチョップド単繊維
を分散剤によりスラリ状にして含浸させ、 前記単繊維凝集層の樹脂類の炭化処理をなし、 この単繊維凝集層の繊維表面に炭化珪素、窒化珪素、及
びアルミナよりなる群から選ばれる１種又は２種以上の
コーティング層を気相蒸着させ、 前記チョップド単繊維凝集層の除塵表面に炭化珪素、窒
化珪素、アルミナ、炭素及び黒鉛よりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上のウィスカスラリを含浸乾燥させ、 これにより形成されたウィスカ凝集層のウィスカ表面に
炭化珪素、窒化珪素及びアルミナよりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上のコーティング層を気相蒸着させる
ことを特徴とするフィルタの製造方法。3. One or two selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, alumina, alumina-silica and carbon.
A fiber molded body configured as a woven fabric layer of at least one kind of fibers or an aggregate layer of chopped yarns is formed, and the resin of the fiber molded body is carbonized, and the fiber surface of the fiber molded body is carbonized. One or more coating layers selected from the group consisting of silicon, silicon nitride, and alumina are vapor-deposited, and silicon carbide, silicon nitride, alumina, alumina. One or more chopped monofilaments selected from the group consisting of silica, carbon and graphite are made into a slurry with a dispersant and impregnated, and the monofilament agglomeration layer is subjected to carbonization treatment. One or more coating layers selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, and alumina are vapor-deposited on the fiber surface of the layer, and carbonized on the dust-removed surface of the chopped single fiber aggregation layer. One or more whisker slurries selected from the group consisting of silicon, silicon nitride, alumina, carbon and graphite are impregnated and dried, and the whisker surface of the whisker agglomerate layer thus formed is made of silicon carbide, silicon nitride and alumina. A method for producing a filter, comprising vapor-depositing one or more coating layers selected from the group consisting of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16234696A JPH09313841A (en) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Filter and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16234696A JPH09313841A (en) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Filter and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09313841A true JPH09313841A (en) | 1997-12-09 |
Family
ID=15752818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16234696A Withdrawn JPH09313841A (en) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Filter and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09313841A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111099919A (en) * | 2020-01-14 | 2020-05-05 | 中国人民解放军国防科技大学 | Silicon nitride ceramic with hierarchical pore structure and preparation method thereof |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP16234696A patent/JPH09313841A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111099919A (en) * | 2020-01-14 | 2020-05-05 | 中国人民解放军国防科技大学 | Silicon nitride ceramic with hierarchical pore structure and preparation method thereof |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |