(57)【要約】【課題】  多孔質膜付触媒バグフィルタの圧力損失を低く抑え、かつ逆洗の繰り返しによっても剥離しにくい多孔質膜を備えた、多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】  上記課題を解決するための多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法は、触媒バグフィルタに多孔質膜を貼り付けた多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法において、濾布原反の一方の面に第１の多孔質膜を貼り付ける工程と、前記一方の面に第１の多孔質膜を貼り付けた濾布原反に触媒を担持させる工程と、前記触媒を担持させた濾布原反の他方の面に第２の多孔質膜を貼付する工程と、前記第１の多孔質膜が外側に配置されるように前記濾布原反を筒状に形成する工程と、より成ることを特徴とする。【選択図】    図１
2006007055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒バグフィルタに多孔質膜を貼付した多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法において、
濾布原反の一方の面に第１の多孔質膜を貼付する工程と、
前記一方の面に第１の多孔質膜を貼り付けた濾布原反に触媒を担持させる工程と、
前記触媒を担持させた濾布原反の他方の面に第２の多孔質膜を貼付する工程と、
前記第１の多孔質膜が煤塵捕集面に配置されるように前記濾布原反を筒状に形成する工程と、
より成ることを特徴とする多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記濾布に担持させる触媒は、酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は触媒バグフィルタの製造方法に係り、特に、バグフィルタを構成する濾布表面に多孔質膜を有する多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ゴミ焼却施設等では、大気汚染を防ぐため、排ガスの煤塵を除去する集塵機に、排ガス中に含まれるＮＯＸやダイオキシン（以下ＤＸＮと記す）等を除去する触媒バグフィルタが用いられるようになっている。
【０００３】
触媒バグフィルタとしては、例えば特許文献１に示されるようなものを挙げることができる。特許文献１には、触媒バグフィルタを製造するための装置が提案されており、当該装置によって製造される触媒バグフィルタは、筒状に縫製された濾布に対し、浸漬と噴霧という二通りの方法で触媒スラリを含浸させ、余剰スラリを乾燥させて成るものである。このようにして製造される触媒バグフィルタは、触媒スラリを濾布全体に一様に塗布させることができる。また、触媒スラリを塗布する際に絞りローラによって濾布を挟み込むことで、触媒を濾布に対して圧着含浸させることができ、表面の親水性が低いバグフィルタであっても、短時間で触媒を担持させることが可能となり、生産効率が向上する。
【０００４】
上記のような方法によって製造された触媒バグフィルタは、定期的に逆洗処理されることによりバグフィルタに付着した煤塵の払い落としが成される。この時、筒状に形成された触媒バグフィルタであれば、筒の内側から外側に向けてエアを間欠的（パルス的）に吹きつける、いわゆる逆洗が成される。この逆洗の際、上記のようにして製造された触媒バグフィルタでは、エアの作用によって煤塵と共に触媒が濾布から脱落してしまうという現象が起こる。この現象により、触媒バグフィルタは、逆洗の回数を重ねると脱硝能力、ＤＸＮ類除去能力が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
このような問題は、特許文献１が公開される以前からあり、対策としては特許文献２に記載されているような触媒バグフィルタが提案されている。特許文献２に示されている触媒バグフィルタは、触媒を担持させた濾布の表面に、担持させた前記触媒の粒径よりも小さな孔径を有する多孔質膜を貼り付けて成るものである。上記のように形成された濾布は、筒状に形成されるが、濾布の片面のみに多孔質膜を貼付した場合には、多孔質膜を貼付した側が外側となるようにして形成される。このように製造された触媒バグフィルタによれば、逆洗時にエアをパルス的に作用させたとしても、多孔質膜によって触媒の脱落を防ぐことができ、触媒バグフィルタの脱硝能力、ＤＸＮ類除去能力を長期的に保つことができる。
【特許文献１】特開２０００−２９６３０４号公報
【特許文献２】特開平１１−３０９３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１および特許文献２に記載の触媒バグフィルタを組み合わせることによれば、脱硝能力、ＤＸＮ類除去能力の低下の少ない良好な触媒バグフィルタを構成することができるように考えられる。
【０００７】
しかし、特許文献２に示される触媒バグフィルタのように触媒を担持させた濾布表面に多孔質膜を貼付する場合、充分な接着力を得るためには接着剤の塗布量を増やしたり、濾布と多孔質膜との接着面積を大きくする必要があり、圧力損失が大きくなる（通気性が悪くなる）傾向がある。また、接着剤を多量に使用して多孔質膜を濾布表面に接着したとしても接着強度の向上を図ることは難しく、濾過と逆洗とを繰り返すことにより多孔質膜が剥離してしまうといった現象が起こる。
【０００８】
本発明では、上記問題点を解決し、多孔質膜付触媒バグフィルタの圧力損失を低く抑え（通気性を良好に保ち）、かつ逆洗の繰り返しによっても剥離しにくい多孔質膜を備えた、多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法は、触媒バグフィルタに多孔質膜を貼付した多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法において、濾布原反の一方の面に第１の多孔質膜を貼付する工程と、前記一方の面に第１の多孔質膜を貼り付けた濾布原反に触媒を担持させる工程と、前記触媒を担持させた濾布原反の他方の面に第２の多孔質膜を貼付する工程と、前記第１の多孔質膜が煤塵捕集面に配置されるように前記濾布原反を筒状に形成する工程と、より成ることを特徴とする。
また、前記濾布に担持させる触媒は、酸化チタンとすると良い。
【発明の効果】
【００１０】
上記方法によれば、製造された多孔質膜付触媒バグフィルタは、濾過時の圧力損失を低く抑えることができる。また、従来の多孔質膜付触媒バグフィルタに比べ、逆洗時のエア吹き付けによって多孔質膜が剥離してしまうといった現象が起こりにくい。さらに、濾布に担持させた触媒の脱落も防ぐことができる。このため、従来触媒バグフィルタの濾布として不適切とされていたポリイミド製濾布も適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る一部の形態であり、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものでは無い。
【００１２】
まず、図１を参照して、本実施形態における多孔質膜付触媒バグフィルタの製造工程を説明する。
最初に触媒（例えば酸化チタン：ＴｉＯ２）を担持させるための濾布原反（平板状の濾布）を用意する（ステップ１００）。用意した濾布原反の一方の面に第１の多孔質膜を貼付する（ステップ１１０）。次に、第１の多孔質膜を片面（一方の面）に貼付された濾布原反に微粒子状の排ガス処理剤（触媒）を担持させる（ステップ１２０）。触媒を担持された前記濾布原反には、前記多孔質膜が貼付されていない面（他方の面）に、第２の多孔質膜が貼付される（ステップ１３０）。前述の工程を経た濾布原反は、前記第１の多孔質膜が煤塵捕集面（例えば外側面）に配置されるようにして、筒状（例えば円筒袋状）に形成される（ステップ１４０）。
【００１３】
上記のような工程で製造される本実施形態に係る多孔質膜付触媒バグフィルタにおいて用いられる濾布原反としては、織，不織を問わないガラス繊維フィルタや、ポリイミド等の樹脂フィルタなどで良い。
【００１４】
また、前記濾布原反に貼付される多孔質膜とは、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂性のもので良く、好ましくは孔径が前記触媒の粒径よりも小さいものを選定すると良い。これにより、濾布に担持させた触媒の脱落を防止することができると共に、濾布の目詰まりの原因となる煤塵が濾布内部に侵入してしまうことも防止することができる。
【００１５】
また、ステップ１２０における濾布原反に触媒を担持させる方法としては、触媒スラリ中に濾布を浸漬させて引き上げる単純コーティング法や、触媒を濾布表面に吹き付けて成す方法等種々の方法を適用することができるが、例えば、本願出願人が特開２００４−２４９３７号公報で提案している触媒バグフィルタ製造装置を用いて当該工程を行うことで、作業の効率化を図ることができるものと考えられる。なお、上記公報においては、筒状に縫製された濾布に対して触媒を担持させることのみが記載されているが、装置にセットする濾布を変えるだけで、本実施形態のような縫製前の濾布原反であっても触媒を担持させることができる。上記公報で提案する装置によれば、濾布を触媒スラリに浸漬して押圧することで、濾布の親水性が低い場合であっても、濾布各部に均一に触媒スラリを含浸させることができる。また、触媒スラリを含浸させた濾布をローラで挟み込むことにより余剰スラリを絞りとることができる。よって、触媒スラリの含浸工程と、余剰スラリの絞り工程とを連続して行うことができ、濾布への触媒の担持を効率的に行うことができる。
【００１６】
また、触媒を担持させた濾布原反の他方の面に第２の多孔質膜を貼付することにより、濾布表面からの触媒の脱落を防止することができる。これにより、筒状形成された場合に内側となる他方の面からも触媒が脱落する虞がなくなる。よって、多孔質膜付触媒バグフィルタの使用状態において、フィルタの内側（清浄空間）に触媒が飛散してしまうといった現象を回避することができる。なお、多孔質膜（第１の多孔質膜，第２の多孔質膜を問わない）の貼付は、接着剤を介して行うものや、熱圧着によって行うものであれば良い。
【００１７】
また、濾布に触媒を担持させる前に貼付した第１の多孔質膜は、以下に示す実施例に説明するように、触媒担持後に貼付する多孔質膜よりも接着強度が高い。このことより、筒状の触媒バグフィルタを形成する際に前記第１の多孔質膜が筒の外側に配置されるように形成することで、過酷な環境に曝され、かつ逆洗時にパルス的に施される高圧力のエアの吹き付けが成された場合であっても多孔質膜が剥離，破損する確率を下げることができる。なお、濾布原反の筒状形成は縫製によって行われるのが一般的であるが、筒状形成が可能であれば他の方法を採用しても良いことは言うまでも無い。また、筒状形成した濾布の両端部の一方には、前記多孔質膜付触媒バグフィルタを集塵機等に取り付ける際に使用する口金を取り付け、他方には前記フィルタが袋状となるように底部を形成する。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法によって製造された触媒バグフィルタと、従来法によって製造された触媒バグフィルタとの、逆洗加速試験（円筒袋状に形成した濾布の内側から外側に向けて間欠的（パルス的）に圧力ガスを放出する試験）における触媒の脱落量を比較検証した例を示す。
【００１９】
本実施例で使用した濾布はポリイミド製の濾布原反（５００×１０００ｍｍ）と、ＰＴＦＥ／ガラス繊維製の濾布原反（５００×１０００ｍｍ）であり、試験に際しては前記双方の濾布原反をφ１５５×１０００ｍｍの円筒袋状に縫製して行った。なお、使用した多孔質膜はポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製のものである。
【００２０】
本実施例で比較する触媒バグフィルタは、以下に示す３形態である。
（１）    ポリイミド製濾布原反の一方の面に第１の多孔質膜を貼付した後、前記濾布原反に触媒を担持させ、その後に他方の面に第２の多孔質膜を貼付した多孔質膜付触媒バグフィルタ（本発明の多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法によって製造されたもの）。
（２）    ポリイミド製濾布原反に触媒を担持させた触媒バグフィルタ。
（３）    ＰＴＥＦ／ガラス繊維製濾布原反に触媒を担持させた触媒バグフィルタ。
【００２１】
逆洗加速試験は、上記それぞれの触媒バグフィルタを逆洗加速試験機に取り付け、濾布の内面に形状維持のための籠状のリテーナを挿入して行った。なお、逆洗加速試験は以下の条件で行った。
ガス流速    ：  １．０  ｍ／ｍｉｎ
ガス温度    ：  １８０  ℃
パルス圧力  ：  ０．４  ＭＰａ
パルス間隔  ：      ５  ｍｉｎ
上記条件によって行った逆洗加速試験の試験結果を表１に示す。
【表１】
2006007055.tif 000003
表１から読み取れるように、（２）の触媒バグフィルタは（１）や（３）の触媒バグフィルタに比べて担持した触媒の脱落率が著しく高い。このため、排ガス処理能力（脱硝能力、ＤＸＮ類除去能力）の低下も激しく、ポリイミド製の濾布は触媒バグフィルタの濾布としては実用化されていなかった。
【００２２】
しかし、（１）の触媒バグフィルタのように、ポリイミド製の濾布を使用した場合であっても、濾布の表面に多孔質膜を貼付することによれば、担持触媒の脱落率を５分の１程度に抑えることができ、（３）で示すＰＴＦＥ／ガラス繊維製濾布を用いた触媒バグフィルタよりも脱硝能力、ＤＸＮ類除去能力の低下抑制に関して優れたものとすることができる。よって、ポリイミド製の濾布であっても、濾布の両表面に多孔質膜を貼付することにより、実用化レベルの濾布として利用することができることがわかる。
【実施例２】
【００２３】
以下、本発明の多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法によって製造された多孔質膜付触媒バグフィルタと、従来の方法によって製造された多孔質膜付触媒バグフィルタとにおける圧力損失の違い、及び多孔質膜の接着強度の違いについて比較検証した例を示す。
【００２４】
本実施例で比較する多孔質膜付触媒バグフィルタは、それぞれ次のように製造されたものである。
（４）    ポリイミド製濾布原反の一方の面に第１の多孔質膜を接着剤を介して貼付し、第１の多孔質膜を貼付された前記濾布原反に触媒を担持させる。触媒を担持させた前記濾布原反の他方の面に、第２の多孔質膜を接着剤を介して貼付する（本発明の多孔質膜付バグフィルタの製造方法に準じた製造方法）。
（５）    ポリイミド製濾布原反に触媒を担持させる。触媒を担持させた前記濾布原反の両表面に多孔質膜をそれぞれ接着剤を介して貼付する。
【００２５】
製造された多孔質膜付触媒バグフィルタの触媒担持量は、（４）の多孔質膜付触媒バグフィルタが３４０（ｇ／ｍ２）であり、（５）の多孔質膜付触媒バグフィルタが３４７（ｇ／ｍ２）であった。また、それぞれの多孔質膜付触媒バグフィルタの圧力損失は、（４）の多孔質膜付触媒バグフィルタが６５０（Ｐａ）であり、（５）の多孔質膜付触媒バグフィルタが７３０（Ｐａ）であった。ここで、触媒担持量については、（４），（５）の両者が比較的近似しているのに対し、圧力損失に大きな違いが生じたのは、多孔質膜を濾布に接着する際に使用する接着剤の量に起因するものであると考えられる。すなわち、（５）の触媒バグフィルタでは、多孔質膜の接着に際し、濾布と多孔質膜との間に触媒や、スラリのカス等が介在することとなるため、接着を安定させるためには多量の接着剤、あるいは大きな接着面を必要とすると考えられ、これに伴って接着面における通気孔の総面積が減り、結果的に圧力損失が増す。これに対し、（４）の触媒バグフィルタでは、第１の多孔質膜の接着は、濾布に触媒を担持させる以前に行うため、少量の接着剤あるいは小さな接着面で濾布と多孔質膜とを安定接着させることができるものと考えられ、（５）の触媒バグフィルタに比べ、接着面における通気孔の総面積を広く確保することができるのである。
これにより、（４）の方法によって製造された多孔質膜付触媒バグフィルタの方が、排ガスの処理効率（濾過効率）が高いことがわかる。
【００２６】
次に、それぞれの多孔質膜付触媒バグフィルタにおける多孔質膜の接着強度についての試験結果を示す。
多孔質膜の接着強度試験は、図２および図３に示す試験方法でそれぞれ行った。図２に示す試験方法は、平板状濾布（原反）で逆洗加速試験を行う装置を用いたものであり、試験機１０の風洞中に拡開部１２が設けられ、当該拡開部１２に試験対象となる多孔質膜付触媒バグフィルタ１４を固定して試験を行う。試験は矢印Ａの方向から多孔質膜付触媒バグフィルタ１４に対して圧力エアを間欠的に吹き付け、図２において濾布１６の下側に示される多孔質膜１８に剥離が生じるまでの吹き付け回数を調べるというものである。なお、本試験において（４）の多孔質膜付触媒バグフィルタ１４では、濾布１６の下側に示す多孔質膜１８を第１の多孔質膜として試験を行った。その結果を表２に示す。
【表２】
2006007055.tif 000004
【００２７】
次に図３に示す試験方法について説明する。図３に示す試験方法は、水平状態に載置した多孔質膜付触媒バグフィルタ１４の一方の面のある一点に対し、斜め方向からエアノズル２０によって圧力エアを吹き付けて、多孔質膜１８に剥離が生じるエア圧力を調べるというものである。本実施例においては、エアノズル２０の先端と、多孔質膜付触媒バグフィルタ１４の表面との間隔を１０ｍｍに設定し、圧力エアの吹き付け角度を４５°に設定して行った。なお、（４）の多孔質膜付触媒バグフィルタ１４においては、図３中濾布１６の上側に示す多孔質膜１８を第１の多孔質膜となるように載置し、当該第１の多孔質膜の接着強度について試験を行った。その結果を表３に示す。
【表３】
2006007055.tif 000005
【００２８】
上記表２及び表３からわかるように、いずれの試験においても、（４）で示す、濾布の一方の面に触媒担持前に第１の多孔質膜を貼付した多孔質膜付触媒バグフィルタの方が、優れた結果を出している。
【００２９】
上記実施例において、（１）および（４）で示す触媒バグフィルタは、本発明の多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法に準じて製造された触媒バグフィルタである。このことより、本発明の多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法によって製造される多孔質膜付触媒バグフィルタは、従来の多孔質膜付触媒バグフィルタに比べ、第１の多孔質膜の接着強度が格段に高く、かつフィルタとして使用した場合の圧力損失も低くすることができることがわかる。また、従来実用化に到っていなかったポリイミド製濾布を使用した場合であっても、逆洗による担持触媒の脱落率を低く抑えることができることがわかる。
【００３０】
また、円筒形状（円筒袋形状）を形成するにあたり、排ガス，煤塵と接する過酷な環境である筒の外側表面に、前記第１の多孔質膜が配置されるようにすることにより、多孔質膜付触媒バグフィルタを長期間良好に使用することが可能となる。さらに、高圧ガスによる逆洗を繰り返した場合においても、負担のかかり易い外側の多孔質膜が剥離してしまう可能性が低くなる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の多孔質膜付触媒バグフィルタの製造方法に係る製造工程を示すフローチャートである。
【図２】濾布に貼付した多孔質膜の接着強度試験の第１の試験方法を示すブロック図である。
【図３】濾布に貼付した多孔質膜の接着強度試験の第２の試験方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０………試験装置、１２………拡開部、１４………多孔質膜付触媒バグフィルタ、１６………濾布、１８………多孔質膜、２０………エアノズル。
【図１】
2006007055.tif 000006
【図２】
2006007055.tif 000007
【図３】
2006007055.tif 000008