(57)【要約】【課題】  粉塵を含む物質を効率よく除去することができる物質除去装置および物質除去システムを提供することである。または、長期にわたり粉塵を含む物質を除去することができ、フィルタ部材の長期使用を維持することができる物質除去装置および物質除去システムを提供することである。【解決手段】  第２フィルタ１３０は、粉塵気体入口側および清浄気体出口側を区切る１または複数のバグフィルタ１３２と、バグフィルタ１３２に付着した粉塵を含む物質を剥ぐスクレーパ部材１３４と、スクレーパ部材１３４を駆動させて１または複数のバグフィルタ１３２に付着した物質を除去するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉塵気体入口側および清浄気体出口側を区切る１または複数のフィルタ部材と、
前記フィルタ部材に付着した粉塵を含む物質を剥ぐスクレーパ部材と、
前記スクレーパ部材を駆動させる駆動装置と、を含み、
前記スクレーパ部材を駆動させて前記１または複数のフィルタ部材に付着した物質を除去する、物質除去装置。
【請求項２】
前記フィルタ部材は、金属フィルタ、セラミックフィルタ、バグフィルタ、不織布フィルタ、の少なくともいずれか１つからなる、請求項１記載の物質除去装置。
【請求項３】
前記スクレーパ部材は、前記フィルタ部材に付着した粉塵を含む物質の所定の層厚を残存しつつ、当該所定の層厚を超過する物質を剥ぐ、請求項１または２記載の物質除去装置。
【請求項４】
前記フィルタ部材は、一方向に延在した袋形状または板形状からなるとともに、各同一袋形状または板形状で並列配置されており、
前記スクレーパ部材は、前記フィルタ部材の前記袋形状または板形状の周囲に配置され、前記一方向に沿って駆動可能に形成された、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の物質除去装置。
【請求項５】
前記粉塵を含む物質は、主に木質系バイオマス燃料から生じるタールを含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の物質除去装置。
【請求項６】
粉塵を含む気体中の物質を除去する前段物質除去装置と、
前記前段物質除去装置の下流に配置された請求項１乃至５のいずれか１項に記載の物質除去装置と、を含む、物質除去システム。
【請求項７】
前記前段物質除去装置は、
粉塵気体入口側および清浄気体出口側を有する円筒部と、
前記円筒部の内周面に付着した粉塵を含む物質を剥ぐことが可能な旋回スクレーパ部材と、
前記円筒部と前記旋回スクレーパ部材との温度差調整を行う温度調整部と、を含み、
前記温度調整部により、前記円筒部および前記旋回スクレーパ部材の温度差が調整されて前記円筒部の内周面にのみ粉塵を含む物質が蓄積される、物質除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質除去装置および物質除去システムに関する。
【０００２】
特許文献１（特表２００５−５０１１６９号公報）には、バイオマスのガス化方法およびそのシステムについて開示されている。
【０００３】
特許文献１記載のバイオマスのガス化方法およびそのシステムは、バイオマスのガス化方法であって、バイオマスを反応炉に投入し、それを不足当量の酸素が供給される６００〜１３００℃の間の温度下に置く工程と、そこから生じるタール分を除去するために、得られた合成ガスを洗浄工程に置く工程と、前記合成ガスを消費者に供給する工程とを含むものである方法において、前記合成ガスの洗浄工程が、別個に供給されるオイルでそれらの合成ガスを飽和させる工程と、前記タールの画分とともにこのオイルを凝縮する工程と、そのガスを吸収装置へ通す一方で、前記タールを吸収するためのさらなるオイルをそのガスに添加する工程と、洗浄されたガスを排出する工程と、少なくとも前記タールの画分をこのオイルから分離する工程とを含むものである。
【０００４】
特許文献２（特開２００５−３０５２４９号公報）には、連続式バイオマス過熱水蒸気処理化学原料化方法について開示されている。
【０００５】
特許文献２記載の連続式バイオマス過熱水蒸気処理化学原料化方法は、原料であるバイオマスを過熱水蒸気で処理し連続的に化学原料とする方法であって、原料であるバイオマスを過熱水蒸気と反応させ、有機物・水混合蒸気と炭化物を生成する工程と、この有機物・水混合蒸気を過熱水蒸気反応炉から導出し、熱交換して有機物水溶液とする工程と、前記炭化物を、燃焼炉に燃料として導入する工程と、この燃焼炉から発生した高温燃焼ガスを、前記過熱水蒸気反応炉を覆う加熱ジャケットに導入する工程とを有するものである。
【０００６】
特許文献３（特開２００６−２９２４３号公報）には、ガスエンジンによる発電方法について開示されている。
【０００７】
特許文献３記載のガスエンジンによる発電方法は、廃棄物又はバイオマスの処理段階で発生するダストを含む燃料ガスを燃料として用いてガスエンジンを駆動させて行うガスエンジンによる発電方法であって、該燃料ガス中のダスト濃度を該ガスエンジン前で５ｍｇ／Ｎｍ３以下にしてガスエンジンに供給するものである。
【０００８】
特許文献４（特開２００６−１２８００６号公報）には、バイオマスの炭化ガス化高温型燃料電池発電システムについて開示されている。
【０００９】
特許文献４記載のバイオマスの炭化ガス化高温型燃料電池発電システムは、高温型の燃料電池と、該燃料電池が作動時に排出する排熱の供給を受け該排熱を利用してバイオマスを熱分解し炭化する炭化装置と、該炭化装置により生成される炭化チャーの燃焼およびガス化と炭化時に揮発したタールを含む熱分解ガスの改質とを行うガス化炉と、該ガス化炉で生成されたガス化ガスを水蒸気の露点温度よりも高い温度で精製するガス精製装置とを備え、さらに前記燃料電池は、前記ガス化炉で生成され前記ガス精製装置で精製されたガス化ガスをエネルギーとして作動するとともに当該作動時に排出する排熱を前記炭化装置に熱源として供給するものである。
【００１０】
特許文献５（特表２００７−５０６８５６号公報）には、バイオマス精製燃料の低温触媒ガス化装置について開示されている。
【００１１】
特許文献５記載のバイオマス精製燃料の低温触媒ガス化装置は、精製燃料を一時収容し，該精製燃料を定量的に供給する下部にスクリューフィーダ（１１）を有する燃料ホッパー（１０）と，該燃料ホッパー（１０）の近傍に配置され，前記スクリューフィーダ（１１）に連通する装入口を中央部に有し，下部に熱空気管（２１）およびスチーム管（２２）を設けて成る触媒循環流動床ガス化炉（２０）と，該触媒循環流動床ガス化炉（２０）の上部と，管を介して連通し，上側壁からフライアッシュを収集する集塵サイクロン（３０）と，該集塵サイクロン（３０）の上部と管を介して連通し，低層に固定床フィルタ吸着剤層（４１）と，上層に流動触媒層（４２）を有する触媒改質器（４０）と，該触媒改質器（４０）の上部と管を介して前記触媒改質器（４０）に連通する熱交換器（５０）と，該熱交換器（５０）の近傍に配置され，該熱交換器（５０）に連通する本体（６１），タール貯蔵槽（６２）及びタールを循環する循環ポンプ（６３）を含むタールスクラバー（６０）と，該タールスクラバー（６０）の近傍に配置されたガス貯蔵槽（７０）と，を含むものである。
【００１２】
特許文献６（特表２００７−５１０７８９号公報）には、ガス化装置について開示されている。
【００１３】
特許文献６記載のガス化装置は、ａ）固形燃料（１１）を第１の酸化ゾーン（８）に充填する（ｌｏａｄｉｎｇ）ための燃料弁（２２）と、ｂ）前記第１の酸化ゾーン（８）の下縁（ｌｏｗｅｒ  ｅｄｇｅ）を画定する第１のスロート（２）と、ｃ）第２の酸化ゾーン（１４）の下縁を画定する第２のスロート（４）と、ｄ）前記第１の酸化ゾーン（８）を前記第２の酸化ゾーン（１４）にリンクする還元ゾーン（５）と、ｅ）（前記還元ゾーンにおいて）対向配置された２つの可燃性排出物用の渦排出管（ｖｏｒｔｅｘ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｐｉｐｅｓ）（１８）を備えており、前記第１の酸化ゾーンではガス流れが燃料流れと同じ方向で、前記第２の酸化ゾーンではガス流れが燃料流れとは反対の方向である、可燃性排出物（ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ  ｅｆｆｌｕｅｎｔ）を生成するためにバイオマスおよび廃棄物をガス化するものである。
【００１４】
特許文献７（特開２００９−１３２８２９号公報）には、バイオマス分解ガス処理装置について開示されている。
【００１５】
特許文献７記載のバイオマス分解ガス処理装置は、バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスと、液体燃料とを燃料としてデュアルフューエルエンジンを駆動させるバイオマス分解ガス処理装置において、バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉と、該ガス化炉からバイオマス分解ガスを導入してバイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタと、該フィルタからバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記デュアルフューエルエンジンの給気管に送るとともに、液体燃料を前記デュアルフューエルエンジンの燃料噴射ポンプに供給する液体燃料タンクとを備えるものである。
【００１６】
特許文献８（特表２００９−５０１８０７号公報）には、自動モジュール式バイオマス発電方法および装置について開示されている。
【００１７】
特許文献８記載の自動モジュール式バイオマス発電方法および装置は、ガス化反応炉チャンバ内部で固体炭素質材料を低タール燃料ガスに変換する自動化された方法であって、該炭素質材料を該チャンバ内へ導入するステップと、火炎熱分解ゾーンにおいて該炭素質材料の第１の部分をチャー材料に変換するステップと、該ガス化反応炉チャンバ内の複数のレベルで酸化ガスを注入することにより、該チャンバの長さに沿って複数の温度を制御するステップと、該複数のレベルの少なくとも１つから注入される該酸化ガスの量を制御するステップと、該熱分解ゾーンの上流または下流で注入される酸化ガスの量を増減することにより、該チャンバ内部で該熱分解ゾーンの位置を変えるステップと、該チャンバに少なくとも１つの力を加えることにより、該ガス化反応炉チャンバ内で該チャー材料の多孔性および該炭素質材料の第２の部分を制御するステップと、該チャー材料および該炭素質材料の該第２の部分を、該ガス化反応炉チャンバ内で該低タール燃料ガスに変換するステップとを含むものである。
【００１８】
特許文献９（特開２０１１−１６８７９０号公報）には、ガス化システムについて開示されている。
【００１９】
特許文献９記載のガス化システムは、Ａ）ａ）バイオマス、化石燃料、廃棄物又はこれらの組み合わせを組み込んだ固形燃料（１１）を供給する燃料弁（２２）を有し、供給された固形燃料（１１）を酸化する第１の酸化ゾーン（８）と、ｂ）前記第１の酸化ゾーン（８）の下部に配置される第１のスロート（２）と、ｃ）該第１のスロート（２）の下部に配置される還元ゾーン（５）と、ｄ）該還元ゾーン（５）の下部に配置される固形燃料（１１）から生成した残留炭化物を酸化する第２の酸化ゾーン（１４）と、ｅ）第２の酸化ゾーン（１４）の下部に配置される第２のスロート（４）と、ｆ）還元ゾーン（５）を囲むシリンダに配置され、前記第１の酸化ゾーン（８）と前記第２の酸化ゾーン（１４）で生成した可燃性排出物を微細孔触媒反応ゾーン（３）を経由して外部に排出する排出管（１８）を配置したことを特徴とする前記固体燃料をガス化するガス化装置と、Ｂ）該ガス化装置で生成するガスから酸、微粒子または水溶性毒素を浄化する水スクラバと、Ｃ）該水スクラバからのガスからタールと水分を吸収除去するダブルポリマーフィルタユニットと、Ｄ）ガス吸引ファンと、Ｅ）クリーン燃焼用の生成ガスを排出する手段を順次に備えたものである。
【００２０】
特許文献１０（特表２０１２−５０６４８３号公報）には、合成ガスを浄化するためのプロセスについて開示されている。
【００２１】
特許文献１０記載の合成ガスを浄化するためのプロセスは、合成ガスを浄化するためのプロセスであって、ａ）触媒キャンドルフィルタの上流で、合成ガスを１つ以上の吸着剤と接触させて、浄化合成ガスを形成すること、および、ｂ）前記浄化合成ガスに混合分解触媒を含有するキャンドルフィルタを通過させ、アンモニアおよびタールを除去し、それによって精製合成ガスを生成すること、を含むものである。
【００２２】
特許文献１１（特表２０１３−５０６０２６号公報）には、バイオマスをガス化するための方法及びシステムについて開示されている。
【００２３】
特許文献１１記載のバイオマスをガス化するための方法及びシステムは、６００〜１３００℃の温度で反応器（３）においてバイオマスをガス化し、それから生じたガスフローを前記ガスフローからタールを除去することにより浄化する方法であって、二つの工程における前記タールの除去を含み、ここで、第一の上流の洗浄工程において、前記反応器からのガスは、２５０〜９００℃の温度で、第一の炭化水素ベースの流体で浸透され、及び、第一の洗浄工程後の第二の洗浄工程において、残りのタールを第二の炭化水素ベースの流体で吸収し、前記第一の流体は、実質的に芳香族炭化水素を含み、前記第一の洗浄工程から生じたタールと第一の流体との第一の混合物は、前記第二の流体を分離する第一の分離工程（２３）に供給され、前記第一の分離工程（２３）において、分離は、関連する画分の蒸発温度に基づいて行われ、第一の分離工程から生じた軽い画分は、第一の洗浄工程で反応器（３）からのガスフローに加えられ、重い画分は除去されるものである。
【００２４】
特許文献１２（特表２０１５−５１０５２２号公報）には、高温且つ常圧下でのバイオマスガス化アイランド方法について開示されている。
【００２５】
特許文献１２記載の高温且つ常圧下でのバイオマスガス化アイランド方法は、ガス化アイランドを使用することにより高温且つ常圧でバイオマスをガス化する方法であって、前記方法は、バイオマスに前処理を施し貯蔵する工程と、バイオマスをガス化炉でガス化する工程と、粗合成ガスを冷却する工程と、粗合成ガスを洗浄してダストを除去する工程と、新しい合成ガスを貯蔵する工程を含み、バイオマスをガス化炉でガス化するための熱エネルギを外部熱源により供給し、ガス化炉内の反応温度を１３００〜１７５０℃に制御し、前記ガス化炉内のバイオマスを粗合成ガスに変換し、スラグを液体状態でガス化炉から除去し、粗合成ガスを急冷塔および二段階排熱ボイラにより冷却し、そこで顕熱が回収され、冷却後の粗合成ガスを洗浄・除塵処理し、得られたクリーンで新しい合成ガスをガス貯蔵タンクにより貯蔵し、前記ガス化アイランド全体を負圧または０〜５０ＫＰａの正圧で作動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特表２００５−５０１１６９号公報
【特許文献２】特開２００５−３０５２４９号公報
【特許文献３】特開２００６−２９２４３号公報
【特許文献４】特開２００６−１２８００６号公報
【特許文献５】特表２００７−５０６８５６号公報
【特許文献６】特表２００７−５１０７８９号公報
【特許文献７】特開２００９−１３２８２９号公報
【特許文献８】特表２００９−５０１８０７号公報
【特許文献９】特開２０１１−１６８７９０号公報
【特許文献１０】特表２０１２−５０６４８３号公報
【特許文献１１】特表２０１３−５０６０２６号公報
【特許文献１２】特表２０１５−５１０５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
従来から、バイオマスによるガス化方式に関しては、種々の研究開発が行われている。特にバイオマスによるガス化方式で生じたガスを用いて連続した発電を実施することは、各社が必死に研究開発を行っているが実現が困難である。
すなわち、引用文献１乃至１２のように、酸素にてタール分を分解する、蒸気賦活によりタール分を分解する、または液体スクラバ等でタール分を除去する方式が一般的である。
【００２８】
しかしながら、これらの方式では、バイオマスによるガス化方式で生じたガスを用いて長期間連続した発電を実施することが困難である。すなわち、ガスには、粉塵およびタール成分の少なくともいずれかが含有されている。また、バイオマスによるガス化発電のみならず、炭化におけるタール除去等、その他のタール除去においても、長期間の稼働が困難である。
【００２９】
本発明の主な目的は、粉塵およびタール成分の少なくともいずれかを含む物質を効率よく除去することができる物質除去装置および物質除去システムを提供することである。
本発明の他の目的は、長期にわたり粉塵およびタール成分の少なくともいずれかを含む物質を除去することができ、フィルタ部材の長期使用を維持することができる物質除去装置および物質除去システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
（１）
一局面に従う物質除去装置は、粉塵気体入口側および清浄気体出口側を区切る１または複数のフィルタ部材と、フィルタ部材に付着した粉塵を含む物質を剥ぐスクレーパ部材と、スクレーパ部材を駆動させる駆動装置と、を含み、スクレーパ部材を駆動させて１または複数のフィルタ部材に付着した物質を除去するものである。
【００３１】
この場合、１または複数のフィルタ部材により粉塵を含む物質を除去することができる。また、フィルタ部材に付着した粉塵およびタール成分の少なくともいずれかを含む物質をスクレーパ部材により除去することができる。
その結果、長期にわたり粉塵およびタール成分の少なくともいずれかを含む物質を除去することができ、フィルタ部材の長期使用を維持することができる。
なお、明細書内における粉塵とは、粉塵およびタール成分の少なくともいずれかを含む物質を示す。
【００３２】
（２）
第２の発明にかかる物質除去装置は、一局面に従う物質除去装置において、フィルタ部材は、金属フィルタ、セラミックフィルタ、バグフィルタ、不織布フィルタ、の少なくともいずれか１つからなってもよい。
【００３３】
この場合、フィルタ部材が金属フィルタまたはセラミックフィルタからなる場合には、高温であっても長期にわたり粉塵およびタール成分の少なくともいずれかを含む物質を除去することができる。
また、フィルタ部材がバグフィルタ、不織布フィルタからなる場合には、低コストで、粉塵およびタール成分の少なくともいずれかを含む物質を除去することができる。
【００３４】
（３）
第３の発明にかかる物質除去装置は、一局面または第２の発明にかかる物質除去装置において、スクレーパ部材は、フィルタ部材に付着した粉塵およびタール成分の少なくともいずれかを含む物質の所定の層厚を残存しつつ、当該所定の層厚を超過する物質を剥いでもよい。
【００３５】
この場合、スクレーパ部材は、フィルタ部材に所定の層厚を残存させつつ、所定の層厚を超過して付着する物質を剥ぐように形成されている。その結果、スクレーパ部材がフィルタ部材に直接接触しないため、フィルタ部材を傷つけることを防止し、フィルタ部材の長期使用を実現することができる。
【００３６】
（４）
第４の発明にかかる物質除去装置は、一局面から第３の発明にかかる物質除去装置において、フィルタ部材は、一方向に延在した袋形状または板形状からなるとともに、各同一袋形状または板形状で並列配置されており、スクレーパ部材は、フィルタ部材の袋形状または板形状の周囲に配置され、一方向に沿って駆動可能に形成されてもよい。
【００３７】
この場合、フィルタ部材が並列配置される。また、スクレーパ部材は、フィルタ部材の袋形状または板形状が延在して形成される一方向に沿って駆動することができるので、スクレーパ部材を駆動させることで、フィルタ部材から短時間で一度に物質を除去することができる。
なお、フィルタ部材として、金属フィルタ、セラミックフィルタ、バグフィルタ等、任意のフィルタを用いることができる。金属フィルタは、筒状、袋状、ハニカム構造、プリーツ構造のものを使用することができ、セラミックフィルタは、筒状、ハニカム構造のものを使用することでき、バグフィルタは、筒状、袋状、プリーツ構造のものを使用することができる。
プリーツ構造、ハニカム構造のフィルタは、電気ヒータ等で切り取り、または焼き切り、フィルタ再生をするか、または逆洗によりフィルタを洗浄する方法が好ましい。
【００３８】
（５）
第５の発明にかかる物質除去装置は、一局面から第４の発明にかかる物質除去装置において、粉塵を含む物質は、主に木質系バイオマス燃料から生じたタールを含むガスであってもよい。
【００３９】
この場合、粉塵を含む物質は、主にタールを含むので、長期にわたりタールを除去することができ、フィルタ部材の長期使用を維持することができる。
【００４０】
（６）
他の局面に従う物質除去システムは、粉塵を含む気体中の物質を除去する前段物質除去装置と、前段物質除去装置の下流に配置された請求項１乃至５のいずれか１項に記載の物質除去装置と、を含むものである。
【００４１】
この場合、物質除去装置の上流に前段物質除去装置をさらに設けるため、長期にわたり物質を除去することができ、下流側のフィルタ部材の長期使用を維持することができる。
【００４２】
（７）
第７の発明にかかる物質除去システムは、他の局面にかかる物質除去システムにおいて、前段物質除去装置は、粉塵気体入口側および清浄気体出口側を有する円筒部と、円筒部の内周面に付着した粉塵を含む物質を剥ぐことが可能な旋回スクレーパ部材と、円筒部と旋回スクレーパ部材との温度差調整を行う温度調整部と、を含み、温度調整部により、円筒部および旋回スクレーパ部材の温度差が調整されて円筒部の内周面にのみ粉塵を含む物質が蓄積されるものである。
【００４３】
この場合、円筒部の内周面に物質が付着するように円筒部の温度を調整する。また、旋回スクレーパ部材に物質が付着し難いように旋回スクレーパ部材の温度を調整する。
その結果、旋回スクレーパ部材により円筒部の内周面に蓄積された粉塵を含む物質を剥ぐことができる。したがって、前段物質除去装置により粉塵を含む物質をある程度除去した後に、物質除去装置で粉塵を含む物質をさらに除去することができる。すなわち、後段の物質除去装置において長期にわたり粉塵を含む物質を除去することができ、フィルタ部材の長期使用を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態にかかる物質除去システムの一例を示す模式的構造図
【図２】第１フィルタの一例を示す模式的断面図
【図３】図２の一部を拡大した模式図
【図４】第２フィルタの一例を示す模式的断面図
【図５】図４の第２フィルタの一部を拡大した拡大図
【図６】第２フィルタの動作の一例を説明するための模式図
【図７】物質除去システムの他の例を示す模式的構造図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。
【００４６】
（物質除去システム１００）
図１は、本実施の形態にかかる物質除去システム１００の一例を示す模式的構造図である。
図１に示すように、物質除去システム１００は、少なくとも第１フィルタ１２０および第２フィルタ１３０を含む。また、物質除去システム１００は、ガス化炉装置２００の下流側でかつエンジン３００の上流側に設けられる。また、物質除去システム１００は、熱交換器１４０を有していてもよい。
【００４７】
図１に示すように、ガス化炉装置２００では、木質系バイオマス燃料を用いてガス化処理が実施される。その結果、ガス化炉装置２００からタールを含むガスが第１フィルタ１２０へ供給される。
次に、第１フィルタ１２０においてガスからタール成分の除去が実施される。次いで、タール成分の除去が実施された後のガスが、第１フィルタ１２０から第２フィルタ１３０へ供給される。
【００４８】
第２フィルタ１３０において、さらにガスからタール成分の除去が実施される。すなわち、第１フィルタ１２０において除去できなかったタール成分をさらに除去する。すなわち、本実施の形態においては、複数階層においてガス中のタール除去を実施している。
【００４９】
次いで、第２フィルタ１３０から熱交換器１４０へガスが供給される。第２フィルタ１３０から熱交換器１４０へ供給されたガスの熱に対して熱交換処理が行われ、エンジン３００へ熱交換後のガスが供給される。エンジン３００は、タールが除去されたガスを用いて駆動される。
【００５０】
（第１フィルタ１２０）
図２は、第１フィルタ１２０の一例を示す模式的断面図であり、図３は、図２の一部（Ａ）を拡大した模式図である。
【００５１】
図２に示すように、第１フィルタ１２０は、主に円筒状の内壁１２２、スクレーパ部材１２４、回転モータ１２６および温度調整機構１２８を含む。
すなわち、第１フィルタ１２０は、主に円筒状の内壁１２２、底部および天板部を有する円筒部と、円筒部内に配置されたスクレーパ部材１２４と、スクレーパ部材１２４を回転させる回転モータ１２６と、円筒部の周囲に設けられた温度調整機構１２８と、を含む。
【００５２】
なお、第１フィルタ１２０は、少なくともフィルタ機能を有するものである。ここで、フィルタ機能とは、気体等に含有された粉塵またはタールを除去する物をフィルタ機能と称する。
したがって、気体が通過する細目のフィルタにより粉塵またはタールを気体等から分離するものだけではなく、付着および掻き取る構造により粉塵またはタールを気体等から分離するもの、付着または取得、削り構造により粉塵またはタールを気体等から分離するもの、も含まれる。
また、粉塵とは、粉塵およびタール成分の少なくともいずれかを含むものを示す。
【００５３】
温度調整機構１２８は、円筒部の内壁１２２と同心状に配置された内壁１２２の外側に配置された外壁を有し、内壁１２２と外壁との間に形成される空間部に、空気などの冷媒が通されるように構成されている。ポンプなどにより冷媒の流量を調節することができ、それによって、円筒部の内壁１２２の温度を調節することができる。
【００５４】
図２に示すように、第１フィルタ１２０の上流側には、ガス化炉装置２００からのガス流入口１２１ａが設けられ、第１フィルタ１２０の下流側には、下流の第２フィルタ１３０へガスを供給するためのガス排出口１２１ｂが設けられる。
【００５５】
本実施の形態において第１フィルタ１２０の円筒状の内壁１２２は、熱交換の機能を有する。本実施の形態において、ガス流入口１２１ａにおけるガス温度は、３００℃以上６００℃以下の範囲であり、ガス排出口１２１ｂにおけるガス温度は、１００℃以上１５０℃以下の範囲であることが望ましい。
なお、本実施の形態において、第１フィルタ１２０は、フィルタ機能を有するものである。しかしながら、フィルタ機能のみならず、第１フィルタ１２０は、熱交換機能を有してもよい。
【００５６】
すなわち、温度調整機構１２８は、第１フィルタ１２０の内壁１２２の温度を、例えば１２０℃前後となるように調整している。また、温度調整機構１２８は、スクレーパ部材１２４の温度を、例えば３００℃前後となるように調整している。以上のように、温度調整機構１２８により吸熱された熱は、ガス化炉装置２００等において使用される。
【００５７】
第１フィルタ１２０のスクレーパ部材１２４は、軸部１２４ａおよび螺旋羽根１２４ｂを含む。螺旋羽根１２４ｂの中心側端部が軸部１２４ａに固定されている。軸部１２４ａは鉛直方向に配置される。
図２および図３に示すように、軸部１２４ａは、円筒状の内壁１２２の軸位置に設けられ、内壁１２２と所定の間隔を有するように螺旋羽根１２４ｂが設けられる。
図３に示すように、本実施の形態においては、内壁１２２と螺旋羽根１２４ｂの端部との距離Ｔ１は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがより好ましい。
当該距離Ｔ１は、内壁１２２に付着するタール、炭、灰の厚みとなる。本実施の形態の場合、熱交換機能を含むので、厚みＴ１を一定量にすることができ、熱交換効率の変動を抑制することができる。
【００５８】
次に、第１フィルタ１２０の回転モータ１２６は、軸部１２４ａに取り付けられており、回転モータ１２６が回動することにより、螺旋羽根１２４ｂが円筒の内壁１２２に対して摺動移動する。ここでの摺動移動は、タールが内壁１２２に付着した場合に、螺旋羽根１２４ｂが当該タールに接触することを意味しており、螺旋羽根１２４ｂの先端部が内壁１２２に直接接することではない。
本実施の形態においては、回転モータ１２６が１時間に３０回転するように設定されている。なお、本実施の形態においては、連続して回転するように設定しているが、これに限定されず、一定間隔、または不等間隔で、間欠的に回転するように設定されてもよい。
【００５９】
以上の構成により、第１フィルタ１２０のガス流入口１２１ａから流入されたガスが、円筒の内壁１２２に沿って、ガス排出口１２１ｂへ移動する。
この場合、ガスに含有されているタールが、内壁１２２に沿って移動する場合、タールが内壁１２２に付着する。また、スクレーパ部材１２４の温度は、３００℃前後となるように調整されているので、スクレーパ部材１２４の軸部１２４ａおよび螺旋羽根１２４ｂにタールが気化された状態で付着することを防止することができる。
【００６０】
このように、ガスに含有されているタールは、内壁１２２にのみ付着し、スクレーパ部材１２４には、付着しない。その結果、内壁１２２に付着したタールをスクレーパ部材１２４により削ぎ落とすことができる。
なお、本実施の形態においては、螺旋羽根１２４ｂによりタールを重力方向へそぎ落とすため、回転した場合の螺旋羽根１２４ｂの方向は重力下方向へ向くことが好ましい。
【００６１】
（第２フィルタ１３０）
図４は、第２フィルタ１３０の一例を示す模式的断面図であり、図５は、図４の第２フィルタ１３０の一部（Ｂ）を拡大した拡大図であり、図６は、第２フィルタ１３０の動作の一例を説明するための模式図である。
【００６２】
図４に示すように、第２フィルタ１３０は、複数のバグフィルタ１３２、スクレーパ部材１３４、およびエアポンプ１３６を含む。
【００６３】
図４に示すように、第２フィルタ１３０の上流側は、第１フィルタ１２０のガス排出口１２１ｂに接続され、第２フィルタ１３０の下流側は、熱交換器１４０に接続されている。
図４に示すように、第２フィルタ１３０の上流側と下流側との間には、複数のバグフィルタ１３２が設けられている。
バグフィルタ１３２は下流側が開口する袋状に形成されている。第２フィルタ１３０の本体内に配置された水平方向の閉塞板に複数の開口部が形成されており、この開口部に各バグフィルタ１３２の下流側端開口が合致するよう、バグフィルタ１３２の開口周縁が閉塞板に固定されている。
本実施の形態における複数のバグフィルタ１３２は、ろ布、織布または不織布を用いて煤塵等を捕集するものである。なお、ろ布、織布、不織布には、ガラス繊維、金属メッシュ等任意の素材が用いられている。
【００６４】
図４に示すように、複数のバグフィルタ１３２は、フィルタが並列して配置されている。
また、図４および図５に示すように、複数のバグフィルタ１３２の間には、スクレーパ部材１３４が形成されている。
なお、本実施の形態においては、複数のバグフィルタ１３２は、上流側から下流側に沿った方向で配置されているが、これに限定されず、上流側から下流側に沿った方向と交差する方向、または上流側から下流側に沿った方向と直交する方向で配置されてもよい。
【００６５】
図５に示すように、スクレーパ部材１３４は、バグフィルタ１３２と所定の間隔Ｔ２を開けた状態で移動するように形成されている。
すなわち、タールＴＬ成分を含むガスの流れＦＬでバグフィルタ１３２を通過することで、バグフィルタ１３２には、タールＴＬ成分が所定の間隔Ｔ２に想到する所定の厚さを有する層が形成される。当該層の厚みは、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００６６】
また、図６に示すように、スクレーパ部材１３４は、エアポンプ１３６により矢印Ｖの方向へ往復運動するように形成されている。エアポンプ１３６には、往復運動ができるように、電磁弁が内蔵されている。
本実施の形態においては、エアポンプ１３６によりスクレーパ部材１３４が１分間に１往復するように構築されている。なお、スクレーパ部材１３４は、連続して往復運動するように構築してもよく、間欠的に往復運動するように構築しても良い。
【００６７】
なお、本実施の形態にかかるスクレーパ部材１３４は、バグフィルタ１３２と所定の間隔Ｔ２を開けた状態で、メカニカルに粉塵またはタールを払い落とすことができることが好ましい。また、スクレーパ部材１３４を往復運動させる機構としてエアポンプ１３６および電磁弁を例示したが、これに限定されず、ステッピングモータ、交流モータ、直流モータ、油圧装置、その他任意のアクチュエータを用いても良い。
スクレーパ部材１３４は、金属網形状、または、車のワイパーなどの形状、ナイフ形状等、種々の任意の形状の部材を用いることができる。
また、スクレーパ部材１３４は、往復運動を行うこととしているが、これに限定されず、往路のみバグフィルタ１３２と所定の間隔Ｔ２を開けた状態で移動し、復路はバグフィルタ１３２から所定の間隔Ｔ２以上の大きな間隔を開けた状態で移動させてもよい。この場合、スクレーパ部材１３４に粉塵またはタールの少なくとも一方の蓄積を防止することができる。
【００６８】
最後に、第２フィルタ１３０から排出された清浄なガス、すなわちタールを含まないガスが、熱交換器１４０に供給され、熱量変換が行われる。そして、最後にエンジン３００へ清浄なガスが供給されるので、エンジン３００内のメンテナンス回数を大きく低減することができる。すなわち、エンジン３００内のピストン等の機構部分にタールＴＬの付着または蓄積を防止することができる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態においては、複数のバグフィルタ１３２にスクレーパ部材１３４が直接接触するように構築されていないため、スクレーパ部材１３４がバグフィルタ１３２の表面を擦ることを防止することができる。すなわち、バグフィルタ１３２の経時劣化を抑制することができる。
【００７０】
（物質除去システム１００）
図７は、物質除去システム１００の他の例を示す模式的構造図である。
以下、図７に示す物質除去システム１００が、図１に示した物質除去システム１００と異なる点について説明を行う。
【００７１】
図７に示すように、物質除去システム１００は、第２フィルタ１３０のみからなる。また、物質除去システム１００は、ガス化炉装置２００の下流側でかつエンジン３００の上流側に設けられる。また、物質除去システム１００は、熱交換器１４０を有していてもよい。
【００７２】
図７に示す第２フィルタ１３０は、図１および図４の第２フィルタ１３０と異なり、１または複数のバグフィルタ１３２からなるものではなく、１または複数のセラミックフィルタ、または１または複数の金属フィルタからなる。その結果、ガス化炉装置２００から３００℃以上６００℃以下の範囲のタールを含むガスが流入された場合でも、長期間物質を除去することができる。
また、スクレーパ部材１３４が１または複数のセラミックフィルタ、または１または複数の金属フィルタに直接接触しないため、タールＴＬを含むメッシュにより、よりタール除去を円滑に実施することができる。
【００７３】
以上のように、本発明にかかる物質除去システム１００および第２フィルタ１３０からなる物質除去装置を用いることで、粉塵を含む物質を効率よく除去することができ、長期使用を維持することができ、物質除去システム１００のメンテナンス回数を低減することができる。
【００７４】
本発明においては、バグフィルタ１３２が「１または複数のフィルタ部材」に相当し、スクレーパ部材１３４が「スクレーパ部材」に相当し、第２フィルタ１３０が「物質除去装置」に相当し、第１フィルタ１２０が「前段物質除去装置」に相当し、物質除去システム１００が「物質除去システム」に相当し、円筒の内壁１２２が「円筒部」に相当し、スクレーパ部材１２４が「旋回スクレーパ部材」に相当し、温度調整機構１２８が「温度調整部」に相当する。
【００７５】
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神の範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【００７６】
１００  物質除去システム
１２０  第１フィルタ
１２２  円筒の内壁
１２４  スクレーパ部材
１２８  温度調整機構
１３０  第２フィルタ
１３２  バグフィルタ
１３４  スクレーパ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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