(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
織物又は不織布で二つの基布を形成し、それぞれの基布を互いに離間させてフェルト層の内部に挟持し、離間させた前記二つの基布の間のフェルト層の部分に微粉体を担持させたことを特徴とするバグフィルタ材。
【請求項２】
請求項１記載のバグフィルタ材において、微粉体は、窒素酸化物除去触媒、重金属吸着剤及びダイオキシン除去触媒のうちの少なくとも一種で形成された単一体又は混合体であることを特徴とするバグフィルタ材。
【請求項３】
請求項１又は２記載のバグフィルタ材を収納し、該バグフィルタ材で排ガスを処理するバグフィルタハウスを備えてなることを特徴とする焼却炉プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、都市ごみ焼却炉等の排ガス処理用のバグフィルタに係り、特に排ガス中の有害成分を除去するのに好適なバグフィルタ材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバグフィルタにおいては、ダスト除去が主目的であったが、今や都市ごみ焼却炉の排ガスには、ごみが多様化してＨｃｌ、ＳＯｘ、重金属、ＮＯｘ及びダイオキシン等の有害物質が含まれており、これらの有害物質の除去を含めたバグフィルタ排ガス処理システムの実現が望まれている。Ｈｃｌ及びＳＯｘ等の酸性物質は、排ガス煙道に硝石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）を導入し、煙道もしくはバグフィルタ上に捕集された硝石灰とともに除去されるが、重金属、ＮＯｘやダイオキシンの除去は困難である。
【０００３】
重金属除去については、酸性物質と同様に排ガス煙道に活性炭や活性コ−クス等の吸着剤や反応剤を投入し、吸着剤や反応剤とともに吸着又は反応した重金属をバグフィルタで除去する方法が検討されている。
【０００４】
ＮＯｘは、焼却炉に尿素やアンモニアを注入する無触媒脱硝や、バグフィルタの後段に脱硝塔を設けて除去する方法がある。この場合、無触媒脱硝では除去率が３０％程度と低い。
【０００５】
ダイオキシンの除去は、触媒塔による酸化分解、炉出口でＯ3やＨ2Ｏ2等の酸化剤投入による分解等が試みられている。
【０００６】
前記の除去方法は、いずれもバグフィルタの前段の煙道に吸着剤や反応剤を導入し、バグフィルタ上でそれらを除去する方法、あるいはバグフィルタの後段に処理塔を設けて処理する方法である。
【０００７】
一方、バグフィルタに吸着剤等を保持し、バグフィルタハウス内で処理する方法は、特別な装置の設置が不必要な利点がある。ＮＯｘの除去に対しては、バグフィルタ材を脱硝触媒粒子のエマルジョンに含浸させる方法で触媒を担持させたり、触媒をコーティングした繊維で織った布をバグフィルタに使用するものが考案されている（特公平４−３６７２９号公報及び特開平３−１７８３０８号公報参照）。
【０００８】
また、処理対象物質がガス状とは異なるが、煤塵の除去効率向上を目的として、ステーブルファイバー（フェルト繊維）と微細繊維の集合体を基布面に層状に固定したバグフィルタが考案されている（特開平５−２６９３２０号公報参照）。
【０００９】
脱硝触媒等の粒子状物質（微粉体）を担持させたバグフィルタは、粒子の保持、特に長期にわたる保持についての配慮がなされておらず、その性能維持に問題があった。すなわち、例えば図４に示すように、フェルト層（不織布）１に触媒の微粒子４をそのエマルジョンを用いて担持させたバグフィルタは、煤塵の濾過とともにフィルタ差圧が増大して排ガス処理量が低減するため、エアパルスジェットで逆洗して煤塵をバグフィルタから振るい落とす。その回数は、圧力３〜４ｋｇ／ｃｍ2のエアパルスジェットを年間にして１０〜２０万回かけることになり、触媒等を保持した微粒子が除々に脱離していく。一方、エマルジョンにフェルトを含浸させ粒子を担持させた場合、図４に示す状態は理想的であって、どちらかと云えばフェルト表面層のみに担持され易く、フェルト層の厚さ方向の中央部への担持は難しい。本来、フェルト層でろ過された粒子の９０％以上は前記逆洗で振るい落とされることから、エマルジョンで担持させた微粒子も同時に振るい落とされる。
【００１０】
また繊維に触媒等をコーティングし不織布としたフィルタでは、数十μｍオーダーの繊維表面へのコーティング量に限界があり、目的とする性能を得るのは困難である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のバグフィルタにあっては、微粉体の長期にわたる保持についての配慮がなされておらず、フェルト層に触媒の微粉体をそのエマルジョンを用いて担持させたバグフィルタは、微粉体がフェルト表面層のみに担持され易く、エアパルスジェットで逆洗すると、触媒等を保持した微粉体が除々に脱離していく問題点がある。また繊維に触媒等をコーティングし不織布としたバグフィルタは、繊維表面へのコーティング量に限界があり、目的の性能を得るのに困難な問題点がある。
【００１２】
本発明の目的は、吸着剤又は反応剤等の微粉体をフィルタ層の内部に担持したフィルタ材を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係るバグフィルタ材は、織物又は不織布で二つの基布を形成し、それぞれの基布を互いに離間させてフェルト層の内部に挟持し、離間させた二つの基布の間のフェルト層の部分に微粉体を担持させた構成とする。
【００１５】
また微粉体は、窒素酸化物除去触媒、重金属吸着剤及びダイオキシン除去触媒のうちの少なくとも一種で形成された単一体又は混合体である構成でもよい。
【００１６】
さらに焼却炉プラントにおいては、前記いずれか一つのバグフィルタ材を収納し、バグフィルタ材で排ガスを処理するバグフィルタハウスを備えてなる構成とする。
【００１７】
また、前記のステーブルファイバと微細繊維の集合体を基布面に層状に固定したバグフィルタ材に粒子状物質を同様の前記形態で保持できる。
【００１８】
本発明によるバグフィルタは、従来のフェルト製造の手法が適用でき、その工程に、粒子状物質を均一に分散させ、層状になる工程を入れることで達成できる。
【００１９】
フェルト層は、従来より市販されているもので、例えば、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレンが用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
粒子状物質は、ＮＯｘを除去できる触媒、重金属の特に水銀を除去できる吸着剤もしくは反応剤、ダイオキシンを除去できる触媒もしくは吸着剤が用いられ、その目的にしたがって単一体あるいは二種以上の混合体でもよい。
【００２１】
ＮＯｘを除去できる触媒は、従来から使用されている火力発電所排ガス処理に用いられているもので目的とする性能を達成できる。
【００２２】
重金属の水銀を除去する吸着剤又は反応剤は、吸着剤として活性炭、活性コークス及び軽石等、反応剤として金属硫化物及びアマルガムを形成する金属等を単独、又はＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、珪藻土、活性白土、ゼオライト及び軽石等を担体に担持させたものが用いられるが、これらに限定されることはない。
【００２３】
ダイオキシンの除去用触媒は前記脱硝触媒でも効果があり、重金属を担持した複合酸化物触媒が用いられる。また吸着剤としては前記重金属の水銀除去に用いられた活性炭や活性コークスも除去性能が高い。
【００２４】
担持される粒子状物質の大きさと量は、そのバグフィルタの通気抵抗と除去性能を考慮して決められるべきものであるが、通常、粒径は１〜１００μｍ、望ましくは１０〜３０μｍで、その量はバグフィルタの単位面積当りで示すと１００〜５００ｇ／ｍ2が望ましい。
【００２５】
本発明によるバグフィルタは、焼却炉プラントで使用され、脱硝触媒を担持した脱硝バグフィルタをバグハウスで使用する場合、還元剤としてＮＨ3、尿素（尿素水）もしくは炭化水素のいずれかを煙道に導入する。焼却炉からの排ガスは減温塔で１６０〜２３０℃に冷却され、バグハウスに入りバグフィルタでＮＯｘが除去される。またＳＯｘやＨｃｌ等の酸性ガス除去のためＣａ（ＯＨ）2（硝石灰）が同様に煙道に導入され、煤塵と硝石灰及びそれら反応物はバグフィルタで濾過され、清浄ガスが煙突から排出される。重金属除去用のバグフィルタ及びダイオキシン除去用バグフィルタの使用は、従来の焼却炉プラントでバグフィルタが使われている方法と同様に使用され、従来のものと置き換えるだけでよい。
【００２６】
【作用】
本発明によれば、一つの基布をフェルト層の中心部に又は二つの基布をフェルト層の内部に挟持し、基布のそれぞれの面と対向するフェルト層に微粉体を担持させたため、窒素酸化物除去触媒、重金属吸着剤及びダイオキシン除去触媒等の微粉体が脱落することなく長期間保持され、排ガス中の有害物質が効率よく除去される。また焼却炉プラントに、前記いずれか一つのバグフィルタ材を収納し排ガスを処理するバグフィルタハウスを備えてたため、特別な装置の設置が不要となる。
【００２７】
【実施例】
本発明の一実施例を図１を参照しながら説明する。図１に示すように、織物又は不織布で基布２を形成し、基布２をフェルト層１のほぼ中央部に挟持し、基布２のそれぞれの面と対向するフェルト層１に微粉体４を担持させた構成とする。以下、各実施例及び比較例について説明する。
【００２８】
（実施例１）
フェルト層１を形成するステーブルファイバ３にポリフェニレンスルフィド製ファイバを用い、ポリテトラフルオロエチレン製の基布２をフェルト層１の中央部に入れ、その両面に１〜２０μｍ径の活性炭粉末（微粉体）４を２００ｇ／ｍ2の割合でステーブルファイバ３に均一に混在させ、従来のフェルト製法と同様にニードルパンチを行い、濾過布（バグフィルタ材）を形成させた。
【００２９】
直径４ｃｍに切り抜いた濾過布を、ガラス管の中央部に、かつ管の断面と平行に保持し、加熱して２００℃に保った。ここにＨｇｃｌ2：２ｍｇ／Ｎｍ3、    Ｈ2Ｏ：１５ｖｏｌ％及びＨｃｌ：５００ｐｐｍを含む２００℃の加熱空気を、濾過布へ線速度１ｍ／ｍｉｎなる流速で流通させた。出口のＨｇｃｌ2濃度は、一旦Ｓｎｃｌ2溶液でＨｇｃｌ2を還元し、メタル蒸気としてＨｇ分析計で測定した。流通５分後の出口のＨｇｃｌ2濃度は０．０５ｍｇ／Ｎｍ3であり、除去率９７．５％の初期性能であった。
【００３０】
（実施例２）
実施例１と同様に、ＴｉーＶ系脱硝触媒の１０〜２０μｍ粒径の粉末１５０ｇ／ｍ2の割合でステーブルファイバに均一に混在させた濾過布を、実施例１と同様にガラス管に保持し、加熱して２００℃に保ち、ＮＯｘ：２００ｐｐｍ、    Ｈ2Ｏ：１５ｖｏｌ％、Ｈｃｌ：５００ｐｐｍ、ＮＯｘとのモル比が１になる  ＮＨ3を含む加熱空気を濾過布へ線速度１ｍ／ｍｉｎなる流速で流通させた。流通１０分後のＮＯｘの出口濃度は５５ｐｐｍであり、脱硝率７２．５％の初期性能であった。
【００３１】
本発明の他の実施例を図２に示す。織物又は不織布で形成した二つの基布２を互いに離間させてフェルト層１の内部に挿着し、それぞれの基布２の間のフェルト層１に微粉体４を担持させた構成である。
（実施例３）
フェルト層１を形成するステーブルファイバ３にポリイミド製ファイバを用い、ポリテトラフルオロエチレン製の基布２の２枚の間のフェルト層１に１〜２０μｍ粒径の活性炭粉末４を４００ｇ／ｍ2の割合でステーブルファイバ３に均一に混在させ、従来のフェルト製法と同様に、ニードルパンチを行ってフェルト層１を形成させ、濾過布とした。直径４ｃｍのこの濾過布を実施例１と同様の条件でガラス管に保持し、ここにＨｇｃｌ2：５ｍｇ／Ｎｍ3、Ｈ2Ｏ：１５ｖｏｌ％、  Ｈｃｌ：５００ｐｐｍを含む２００℃の加熱空気を、濾過布へ線速度１ｍ／ｍｉｎなる流速で流通させた。流通５分後の出口のＨｇｃｌ2濃度は０．０５ｍｇ／Ｎｍ3であり、除去率９９％の初期性能であった。
【００３２】
（実施例４）
実施例３と同様に、ＴｉーＶ系脱硝触媒の１０〜２０μｍ粒状の粉末４００ｇ／ｍ2の割合でステーブルファイバに均一に混在させ、フェルト層を形成して濾過布とした。直径４ｃｍのこの濾過布を、実施例２と同様の脱硝テストを行った。入口ＮＯｘ濃度２００ｐｐｍに対し空気流通１０分後のＮＯｘの出口濃度は３５ｐｐｍで、脱硝率８２．５％の初期性能であった。
【００３３】
（実施例５）
前記実施例に用いた直径４ｃｍの濾過布の円周部を熱硬化性樹脂で固め、振い振動試験機で４時間振動させた。その前後の重量測定から粒子状物質の脱離性をみた。重量の減少率は実施例１及び実施例２の濾過布でほぼ２％、実施例３及び実施例４の濾過布で１％以下であった。
【００３４】
（比較例１）
市販されているフェルト濾過布を１〜５μｍ粒状の活性炭懸濁液（５ｇ／２００ｍｌ）に入れ、撹拌しながら４時間保ち、１２０℃で乾燥させた。重量測定から活性炭は１８０ｇ／ｍ2の割合で保持された。直径４ｃｍのこの濾過布を実施例１と同様の水銀除去テストを行い、その除去性能を求めた。Ｈｇｃｌ2：２ｍｇ／Ｎｍ3を含む空気流通５分後のＨｇｃｌ2の濃度は、０．０７２ｍｇ／Ｎｍ3で除去率９６．４％の初期性能であった。
【００３５】
この濾過布を実施例５と同様の脱離試験を行った結果、濾過布の重量減少率は１２％であった。
【００３６】
次に、本発明の他の実施例として本発明のバグフィルタを用いた図４に示す焼却炉プラントを説明する。バグフィルタに脱硝触媒を担持した脱硝バグフィルタ５をバグハウス６で使用する場合、還元剤としてＮＨ3、尿素（尿素水）もしくは炭化水素のいずれかを煙道７に導入する。焼却炉８からの排ガスは減温塔９で１６０〜２３０℃に冷却され、バグハウス６に導入され脱硝バグフィルタ５で  ＮＯｘは除去される。またＳＯｘやＨｃｌ等の酸性ガス除去のため、Ｃa(ＯＨ)2（硝石灰）が同様に煙道に導入され、煤塵、硝石灰及びそれらの反応物が脱硝バグフィルタ５で濾過され、清浄ガスが煙突１０から排出される。重金属除去用のバグフィルタ及びダイオキシン除去用バグフィルタは、従来の焼却炉プラントでバグフィルタが使われている方法と同様に使用され、従来のものと置き換えるだけでよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、フェルト層の内部に挟持した基布に隣接し、触媒や吸着剤等の微粉体をフェルト層に混在させることにより、微粉体の脱落を防止して機能を長時間維持できるとともに、排ガス中の有害部分を効率よく除去することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す焼却炉プラントの構成図である。
【図４】従来の技術を示す図である。
【符号の説明】
１  フェルト層
２  基布
３  ステーブルファイバー
４  粒子状物質
５  脱硝バグフィルタ
６  バグハウス
７  煙道
８  焼却炉
９  減温塔
１０  煙突
【図１】
0003684471.tif 000002
【図２】
0003684471.tif 000003
【図３】
0003684471.tif 000004
【図４】
0003684471.tif 000005