(57)【要約】 【課題】  バグフィルタの圧力損失を低減することを目的としている。【解決手段】  排ガス処理方法は、コークス炉１４の排ガス中に含まれるダストをバグフィルタ３６で集塵する排ガス処理方法において、前記バグフィルタ３６で前記ダストを捕集し、前記バグフィルタ３６のホッパ５０に堆積した凝集ダストを一部取り出して前記バグフィルタ３６の入口煙道１４に供給することを特徴としている。この場合において、捕集するダストは入口煙道の飛散ダストの粒径より大きくなるまでバグフィルタ３６表面で凝集させるとよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の排ガス中に含まれるダストをバグフィルタで集塵する排ガス処理方法において、
前記バグフィルタで捕集した捕集ダストの一部を前記バグフィルタの入口煙道に供給することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】
前記捕集ダストは、前記入口煙道の飛散ダストの粒径より大きくなるまで前記バグフィルタ表面で凝集させることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理方法。
【請求項３】
前記捕集ダストの供給量は、前記バグフィルタの前記入口煙道内の飛散ダスト量に対して重量比が１：３〜１：１０の割合で供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排ガス処理方法。
【請求項４】
前記バグフィルタには、ろ布に予め前記捕集ダストを付着させてあることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理方法。
【請求項５】
コークス炉の排ガスが供給される入口煙道と、前記排ガス中に含まれるダストを捕集するバグフィルタと、捕集した前記ダストを排出する排出管路を備えた排ガス処理装置において、
前記排出管路を分岐させて前記入口煙道に接続する循環経路と、
前記バグフィルタの捕集ダストの一部を前記循環経路から前記入口煙道に供給する供給手段と、
を備えたことを特徴とする排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコークス炉の排ガス中に含まれるダストをバグフィルタで集塵する排ガス処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を乾留してコークスを製造するコークス炉は、石炭を装入する炭化室と、この炭化室の両側に設けた加熱室とを基本的な構成としている。炭化室と加熱室との間は煉瓦壁で仕切られている。コークス炉では炭化室の石炭を加熱室からの高温加熱によって蒸し焼きしてコークスまたはコークス炉ガス、例えば水素ガス、メタンガスなどを製造し、それぞれ有効利用されている。コークス炉は長期稼動による老朽化等で炭化室と加熱室を仕切っている煉瓦壁のシール性が低下する場合がある。そうすると石炭から揮発した燃焼性ガスの一部が加熱室に漏れてしまう。この燃焼性ガスの漏れが生じると加熱室で燃焼するため、加熱室内が酸素不足の状態となり煤が発生する。このため加熱室による炭化室の加熱効率が低下してしまう。
【０００３】
このような排ガス中のダストを除去する装置として、電気集塵装置あるいはバグフィルタが利用されている。放電極と集塵極のコロナ放電によって排ガス中のダストを集塵する電気集塵装置は、圧力損失が低くランニングコストが安価であるという利点を有する反面、高集塵率化には前記放電極と集塵板を交互に複数配列させるため装置の大型化が必要となる。
【０００４】
ここで圧力損失とは、一般に装置の入口及び出口における排ガスの平均全圧の差を高低差で補正した値で表すことができる。この圧力差は、例えばフィルタ入口とフィルタ出口に接続されたＵ字管マノメータなどによって上流側静圧（フィルタ入口の圧力）、下流側静圧（フィルタ出口の圧力）を測定する。測定値が低いほど通気性が良いことを表している。
【０００５】
一方、フィルタに排ガスを通過させて排ガス中のダストを捕集するバグフィルタは集塵率が高く、微量有害物質の除去効率が高い。また初期導入にかかるコストが安価である点で優れているが、圧力損失が大きくランニングコストが高い等の問題がある。
【０００６】
最近では燃焼によって発生するダイオキシン問題や初期導入時にかかるコスト面から、各種燃焼排ガス中のダスト除去にはバグフィルタが広く使われるようになっている。
バグフィルタはバグフィルタを組み込んだ集塵設備全体を安定に運転するために、運転時の圧力損失を安定に低くすることが要求される。廃棄物焼却炉やアルミ溶解炉用のバグフィルタは、捕集ダストの平均粒径が数ミクロンであり、この場合の圧力損失は通常２ｋＰａ程度以下で運転される例が多い。
【０００７】
そこで本発明者はコークス炉排ガス中の煤の除去へのバグフィルタの適用性を検討すべく、実排ガスをモデルバグフィルタに導入して実験を行った。この実験の圧力損失を評価したところ圧力損失が２．５ｋＰａ以上となった。よってコークス炉排ガスのみをバグフィルタに導入した場合には集塵設備の実用的な運転が困難となる。
【０００８】
またこの煤のバグフィルタの入口煙道内での飛散粒径をアンダーセンサンプラを用いた粒径分布測定法で調べた結果、ダストの平均粒径は０．５〜1μｍであり、また電子顕微鏡で調べたダストの粒子個数分布は０．１μm付近にピークがあった。廃棄物焼却炉やアルミ溶解炉からの排出ダストに比べ微細な粒子が多いという結果が得られた。
【０００９】
このような粒径の小さいダストに起因する圧力損失上昇に対して、粒径の大きなろ過助剤をバグフィルタ入口に供給し、集塵設備の低圧損化を図ることが行われている（例えば特許文献１〜３）。ろ過助剤は粒径の細かいダストを捕集することによってフィルタの目詰まりを防止してバグフィルタの圧力損失の低減化を図っている。例えば特許文献１では粒径の大きなパーライトをろ過助剤として用いていることが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３３６６９２号公報
【特許文献２】特開２００５−０３４６９５号公報
【特許文献３】特開２００４−２９８７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、圧力損失の上昇を抑制するために上記特許文献に示すようなろ過助剤を用いると、炭素が主成分であるコークス炉排ガス中のダストにろ過助剤に由来する他の成分、特に無機系の成分が含まれた場合には、不純物が含まれた燃料となり有効利用することが困難である。このため用いるろ過助剤はコークス炉排ガス中に含まれるダストと同成分であることが望まれている。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、バグフィルタ捕集ダストの成分を変えることなくバグフィルタの圧力損失を低減する排ガス処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者はコークス炉の実排ガスをモデルバグフィルタに導入した実験において、ダストをろ布表面に捕集した後、逆洗によってホッパに落下したダストは、凝集して粒径が大きくなるという知見を見出した。特にホッパ捕集ダストの粒径は、ろ布で捕集したダストを払い落とす逆洗インターバル（間隔）に影響されることがわかった。
【００１２】
上記課題を解決するため本発明に係る排ガス処理方法は、コークス炉の排ガス中に含まれるダストをバグフィルタで集塵する排ガス処理方法において、前記バグフィルタで捕集した捕集ダストの一部を前記バグフィルタの入口煙道に供給することを特徴としている。
【００１３】
この場合において、前記捕集ダストは、前記入口煙道の飛散ダストの粒径より大きくなるまで前記バグフィルタ表面で凝集させるとよい。また、前記捕集ダストの供給量は、前記バグフィルタの前記入口煙道内の飛散ダスト量に対して重量比が１：３〜１：１０の割合で供給するとよい。前記バグフィルタには、ろ布に予め前記捕集ダストを付着させてあるとよい。
【００１４】
本発明に係る排ガス処理装置は、コークス炉の排ガスが供給される入口煙道と、前記排ガス中に含まれるダストを捕集するバグフィルタと、捕集した前記ダストを排出する排出管路を備えた排ガス処理装置において、前記排出管路を分岐させて前記入口煙道に接続する循環経路と、前記バグフィルタの捕集ダストの一部を前記循環経路から前記入口煙道に供給する供給手段と、を備えたこと特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
上記のごとくなっている本発明によれば、コークス炉排ガスに含まれるダストと同成分であるバグフィルタで捕集した捕集ダストをバグフィルタの入口煙道に供給している。このためダストに他の成分が混入することがなく、燃料として有効利用することができる。
【００１６】
また捕集ダストは、前記入口煙道の飛散ダストの粒径より大きくなるまで前記バグフィルタ表面で凝集させている。このため捕集ダストがろ過助剤の役割となって、コークス炉排ガスに含まれる粒径の小さなダストを捕集してフィルタの目詰まりを抑制することができる。このためバグフィルタの圧力損失を低減できる。
【００１７】
さらに捕集ダストの供給量は、前記バグフィルタの前記入口煙道内の飛散ダスト量に対して重量比が１：３〜１：１０の割合で供給している。このためバグフィルタの圧力損失を効率良く低減することができるとともに、過剰の捕集ダストを投入することによる供給機の稼動コストの低減化を図ることができる。
バグフィルタには、ろ布に予め前記捕集ダストを付着させることができる。このため供給手段を常時稼動させておく必要がない。また捕集ダストの供給量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下添付図面に従って本発明に係る排ガス処理方法および装置の好ましい実施形態について詳述する。
図１は本発明の排ガス処理装置の構成概略を示す図である。図示のように排ガス処理装置１０は集塵機１２を基本的な構成としている。
集塵機１２は、下部の含塵ガス室３０と上部の無塵ガス室３２とを境界面３４で区分けしている。境界面３４にはバグフィルタ３６を配置する複数の開口部４０が設けられている。
【００１９】
バグフィルタ３６は長筒形状で、その形状を保持するためのケージとその表面を覆うろ布３８で形成されている。バグフィルタ３６の上端はフランジ形状であり、前記開口部４０にはめ込まれているとともに下端側は閉塞し、前記開口部４０から下方の含塵ガス室３０に垂下している。また無塵ガス室３２は出口煙道４２に接続している。
【００２０】
集塵機１２の下部には捕集したダストが堆積するホッパ５０が形成してある。ホッパ５０はバルブ５２を介してダスト排出管５４に接続している。ダスト排出管５４には分岐管５６が接続し、分岐管５６は供給機２６を介して前記入口煙道１６に接続している。このように排ガス処理装置１０は、入口煙道１６と、集塵機１２と、ダスト排出管５４と、分岐管５６による捕集したダストの循環経路を形成してある。供給手段となる前記供給機２６はバグフィルタ３６で捕集しホッパ５０で堆積した捕集ダストの一部を入口煙道１６に供給するものであり、例えばブロア等を用いることができる。
【００２１】
上記構成による排ガス集塵装置１０は以下のように作用する。コークス炉１４の石炭室に装入した石炭を隣接する加熱室で高温加熱して排出された排ガスは、コークス炉１４と集塵機１２を接続する入口煙道１６から集塵機１２の含塵ガス室３０に導入される。含塵ガス室３０に導入された排ガスは筒状に成型されたろ布３８の表面で排ガス中のダストが捕集される。
【００２２】
ろ布３８の表面に捕集された捕集ダストは、図示していない逆洗用ノズルから高圧の空気を無塵ガス室３２側から筒状のろ布３８内に噴出して、集塵機１２下端のホッパ５０内に払い落とされる。なおこの逆洗用ノズルの圧縮空気の吹き付け間隔（逆洗インターバル）は、後述する任意の間隔で設定することができる。
【００２３】
ホッパ５０内に堆積した捕集ダストは、定期的にバルブ５２を介して系外に排出される。この排出される捕集ダストの一部は、ダスト排出管５４に接続する供給機２６によりバグフィルタ３６の入口煙道１６に供給している。
一方、ダストが捕集された清浄ガスは無塵ガス室３２から出口煙道４２を介して系外に排出され、集塵過程で他の成分が混入することがないため有効利用することができる。
【００２４】
図２に排ガス中のダストをバグフィルタ３６で捕集し、逆洗によってホッパ５０内に払い落とされた捕集ダストの凝集平均粒径（μｍ）と逆洗インターバルの時間（分）の関係を示す。なお表中Aはコークス炉ダストの凝集平均粒径を示し、表中Ｂは廃棄物焼却炉ダストの凝集平均粒径を示す。
【００２５】
まず表中Ａに示すように逆洗インターバルが１分の場合、凝集平均粒径は９．５μｍであった。また逆洗インターバルの時間の経過とともにダストの凝集平均粒径が大きくなる傾向であり、逆洗インターバルが３０分以上ではほぼ一定になった。
【００２６】
ここで集塵機１２の入口煙道１６で、飛散ダストをアンダーセンサンプラで調べた平均粒径は０．５〜１．０μｍであった。よってホッパ５０で捕集した捕集ダストは、逆洗インターバルが１分以上で既に入口煙道１６の飛散ダストよりも約１０倍以上の大きさの凝集平均粒径となっていることがわかる。
【００２７】
ついで比較例として、前記コークス炉用の集塵機１２と同種の装置を用い、廃棄物焼却炉ダストを集塵機１２のホッパ５０で捕集したダストの凝集平均粒径を表中Ｂに示す。逆洗インターバルが１分の場合、凝集平均粒径は６．５であり、１５分以上でほぼ一定になった。
【００２８】
ここで廃棄物焼却炉用バグフィルタの入口煙道で飛散しているダストをアンダーセンサンプラで調べた平均粒径は５．２μmであった。この結果、ホッパ５０で捕集した捕集ダストは、逆洗インターバルが６０分でも入口煙道１６の飛散ダストよりも約１０倍未満の大きさの凝集平均粒径となっていることがわかる。
【００２９】
これによりコークス炉から排出されたダストの方が、廃棄物焼却炉から排出されたダストよりも短時間で粒径が大きくなりやすいことがわかった。コークス炉１４から排出された捕集ダストの凝集平均粒径が短時間で大きくなる理由としては、廃棄物焼却炉よりもコークス炉の方が異物の混入割合が少なく粒子間の凝集性が強いことが考えられる。このように入口煙道に供給する実施形態に係る捕集ダストは、逆洗インターバルを所定の時間に設定し、その間バグフィルタ３６の表面で捕集するダストの粒径が入口煙道の飛散ダストよりも大きくなるように凝集させている。
【００３０】
図３は実施形態に係る排ガス処理装置１０を用い、コークス炉排ガスのみをバグフィルタに導入した場合と、逆洗インターバルを３０分としホッパに捕集した捕集ダストをろ過助剤としてバグフィルタの入口から連続的に供給した場合の圧力損失の経時変化を示す。ここで同図の実線はろ過助剤ありの場合を示し、点線はろ過助剤なしの場合を示す。
【００３１】
なおグラフの縦軸はバグフィルタの圧力損失（ｋＰａ）を示し、横軸は経過時間（ｈ）を示す。実験はろ布を通過するろ過速度を１ｍ／ｍｉｎで行った。またろ過助剤はろ過助剤供給前の入口煙道内の飛散ダスト量に対して重量比で３倍に相当する捕集ダストを供給した。飛散ダスト量は入口煙道の飛散ダストの濃度を測定し、この測定値に基づいて飛散ダスト量を求めることができる。その結果、１時間経過後の圧力損失はろ過助剤なしの場合、２．７ｋＰａ程度になったが、ろ過助剤ありの場合、１．８ｋＰａ以下であり、ろ過助剤の供給によってバグフィルタの圧力損失を大幅に低減できることが明らかとなった。
【００３２】
前記実施例ではろ過助剤として、逆洗インターバルが３０分でホッパに捕集した捕集ダスト（凝集平均粒径が５５μｍ）を入口煙道に供給したが、ホッパ内の捕集ダストの粒径は、図２に示したように逆洗インターバルが１分以上であればバグフィルタの入口煙道内の浮遊ダストより大きくなっている。このため１分以上の捕集ダストを用いればバグフィルタの圧力損失を低減する効果がある。しかしながら好ましくは逆洗インターバルを５分以上としたホッパ内の凝集ダスト、すなわち凝集平均粒径が１５μｍ以上の捕集ダストを用いることが望ましい。
【００３３】
また、図３中の×印は、入口煙道の飛散ダスト量との重量比が3倍に相当する捕集ダストを、予めろ布３８表面に付着させておき、コークス炉１４の排ガスを集塵機１２に導入して集塵させ１時間経過した後のバグフィルタの圧力損失を示す。図示のようにバグフィルタの圧力損失は２．０ｋＰａであり、ろ過助剤を供給しない場合の１時間後と比べ圧力損失が低減していることがわかる。
これにより供給機２６を常時運転する必要がなく、定期的に稼動させることにより稼動コストを低減できる。
【００３４】
本実施形態ではろ過助剤の供給量を入口煙道の飛散ダストの濃度に対して重量比で３倍に相当する凝集ダストを供給した例を示したが、これに限定するものではない。入口煙道の飛散ダストに対するろ過助剤の重量比を１：１〜１：２０に変えた実験では、いずれも圧力損失が低減した結果が得られた。この重量比が１：３までは重量比が大きいほど圧力損失が低くなった。重量比が１：３から１：１０では圧力損失がほぼ同じで、重量比が１：１０〜１：２０では若干上昇した。
【００３５】
このように入口煙道の飛散ダストに対するろ過助剤の重量比が１：１０以上と大きくすると圧力損失の低減化は顕著な変化を示す程度であり、その分供給機２６の稼動コストがかかることになる。このため、捕集ダストの供給量は好ましくは重量比を１：３〜１：１０に設定するのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の排ガス処理装置の構成概略を示す図である。
【図２】逆洗によってホッパ内に払い落とされた捕集ダストの凝集平均粒径と逆洗インターバルの経過時間の関係を示す図である。
【図３】バグフィルタ入口の圧力損失の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０………排ガス処理装置、１２………集塵機、１４………コークス炉、１６………入口煙道、２６………供給機、３０………含塵ガス室、３２………無塵ガス室、３４………境界面、３６………バグフィルタ、３８………ろ布、４０………開口部、４２………出口煙道、５０………ホッパ、５２………バルブ、５４………ダスト排出管。
【図１】
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【図２】
2006326514.tif 000004
【図３】
2006326514.tif 000005