(57)【要約】【課題】粉塵含有排ガスの処理に際し、フィルタの上流側の排気管路に乾燥ガスによる圧力補給を確実に行え且つ排ガスの清浄度が高い粉塵含有排ガス用集塵装置を提供する。【解決手段】チタン溶解炉（粉塵含有排ガス排出源）２０とフィルタ７を内設する集塵器６の給気部６ａとの間を接続する第１管路２と、前記集塵器６の排気部６ｂに一端が接続され且つ中間に位置する第１ファン１０を介して排気口１２ａが外気に連通する第２管路８と、係る第２管路８のうち上記第１ファン１０の下流側１２と上記第１管路２の中間との間を接続するリターン管路１４と、を含む、粉塵含有排ガス用集塵装置１。【選択図】  図１
2004195276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉塵含有排ガス排出源とフィルタを内設する集塵器の給気部との間を接続する第１管路と、
上記集塵器の排気部に一端が接続され且つ中間に位置する第１ファンを介して他端が外気に連通する第２管路と、
上記第２管路のうち上記ファンの下流側と上記第１管路の中間との間を接続するリターン管路と、を含む、ことを特徴とする粉塵含有排ガス用集塵装置。
【請求項２】
前記リターン管路と前記第１管路との接続部において、係るリターン管路および第１管路の少なくとも一方は、前記集塵器の給気部に向くように傾斜して接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の粉塵含有排ガス用集塵装置。
【請求項３】
前記第１管路の中間で且つ前記リターン管路との接続部よりも上流側に第２ファンが更に配置されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の粉塵含有排ガス用集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば金属溶解炉や廃棄物焼却炉などから排出される粉塵含有排ガスを処理するための集塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉塵を多量に含む排ガスを処理するため、図３(Ａ)に示す濾過集塵装置４０が用いられている。係る濾過集塵装置４０は、後述する粉塵含有排ガス排出源であるチタン溶解炉２０と集塵器４６の給気部との間を接続する第１管路４２と、集塵器４６の排気部に一端が接続され且つ中間に位置するファン５０を介して下流側５２が外気に連通する第２の管路４８と、を備えている。また、図３(Ａ)に示すように、第１管路４２の中間には、密閉構造のチタン溶解炉２０の内部圧力が低下する事態を避けるため、外気取り入れ管４４が接続されている。
【０００３】
図３(Ｂ)は、チタン溶解炉２０の排ガス処理に濾過集塵装置４０を適用した概略図である。チタン溶解炉２０は、図３(Ｂ)の右方に示すように、銅製の水冷鋳型２２、その上方を覆う炉体カバー２３、係るカバー２３を貫通する複数のプラズマトーチ２４、および上記カバー２３の頂部に位置し且つ原料シュート２５が接続された原料貯留槽２６を備えている。炉体カバー２３は、次述する原料２７やチタン鋳塊２８の酸化・窒化を防ぐため、外気を遮断するものである。
原料シュート２５から供給されるスポンジチタンやスクラップチタンからなる原料２７は、上記貯留槽２６の下端から図示しない開閉手段により、所要量ずつ落下した後、プラズマトーチ２４から照射されるプラズマアークによって溶解される。溶解された原料２７は、図３(Ｂ)中の右側の矢印で示すように、水冷鋳型２２内で凝固してチタン鋳塊２８となった後、徐々に降下する。
【０００４】
以上のチタン溶解(精錬)工程において、原料２７の溶解に伴いそれらに含まれていた元素の塩化物(例えば、ＭｇＣｌ２)などの粉塵が多量に含まれた排ガスが生じる。係る排ガスは、ファン５０により、前記プラズマトーチ２４から供給される不活性ガスの供給量に応じて、図３(Ｂ)中の実線の矢印で示すように、第１管路４２に排出され、給気部４６ａから濾過フィルタ４７を有する集塵器４６に送給されその内部で集塵される。係る清浄化された排ガスは、排気部４６ｂ、第２管路４８、ファン５０、および第２管路４８の下流側５２を経て、排気口５３から排出される。
図３(Ｂ)に示すように、上記排ガスの集塵装置４０への排出に際し、密閉構造のチタン溶解炉２０内の圧力低下を防ぐため、第１管路４２の中間には、外気取り入れ管４４が接続されている。尚、図３(Ｂ)中の符号４７は、集塵器４６に内設された布製で円柱形の濾過フィルタ、符号４６ｃは、除塵された粉塵の貯留・排出部、符号５１は、上記ファン５０を駆動するモータを示す。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
ところで、前記排ガス中に含まれている塩化物(ＭｇＣｌ２)などは、吸湿性が高く濾過フィルタ４７に張り付き(目詰まり)易いため、高圧エアによる払い落としが困難となり、やがて集塵不能を来す、という問題があった。
上記塩化物などが吸湿する水分は、調査の結果、図３(Ｂ)中にて破線の矢印で示す外気取り入れ管４４から補給される外気(２次エア)から供給されていることが判明した。そこで、外気取り入れ管４４の入口に乾燥機を設置することも検討されたが、新たに熱源のエネルギおよびコストを必要とすると共に、可燃性の高いチタンは上記熱源によって発火する危険がある、という問題があった。
本発明は、以上のような従来の技術における問題点を解決し、粉塵含有排ガスの処理に際し、フィルタ上流側の排気管路に乾燥ガスによる圧力補給を確実に行え且つ排ガスの清浄度が高い粉塵含有排ガス用集塵装置を提供する、ことを課題
(目的)とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、発明者らの研究および調査の結果、フィルタで除塵された排ガスの一部を当該フィルタの上流側の排気管路に供給し且つ繰り返して再循環する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の粉塵含有排ガス用集塵装置(請求項１)は、粉塵含有排ガス排出源とフィルタを内設する集塵器の給気部との間を接続する第１管路と、前記集塵器の排気部に一端が接続され且つ中間に位置する第１ファンを介して他端が外気に連通する第２管路と、係る第２管路のうち上記ファンの下流側と上記第１管路の中間との間を接続するリターン管路と、を含む、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、予め集塵器内のフィルタで除塵され清浄で且つ乾燥した排ガスの一部が、リターン管路を経て第１管路の中間から粉塵を含有する排ガス中に補給され且つ繰り返して再循環される。この結果、排ガスを希釈して排出するため清浄度が向上する。また、集塵器内のフィルタには、水分が少なく乾燥したガスおよび極く少量の粉塵が供給されるため、係るフィルタに粉塵が張り付きにくくなると共に、集塵された粉塵の高圧エアによる払い落としも容易となる。しかも、前記チタン溶解炉のような密閉構造の粉塵含有排ガス排出源内の圧力低下を防ぐと共に、その操業も安定し且つ安全に行うことができる。従って、集塵器内のフィルタのメンテナンスを大幅に低減でき且つ長期間にわたる集塵が高清浄度で行える。尚、上記第１ファンは、後述する第２ファンとの相違を示す呼称であり、係るファンの送風量は、排出源からの排ガス量よりも多くなければならない。
【０００８】
また、本発明には、前記リターン管路と前記第１管路との接続部において、係るリターン管路および第１管路の少なくとも一方は、前記集塵器の給気部に向くように傾斜して接続されている、粉塵含有排ガス用集塵装置(請求項２)も含まれる。これによれば、前記集塵器内のフィルタで除塵され且つ乾燥した排ガスの一部を、リターン管路を経て環流し、第１管路の中間から粉塵を含有する排ガスに対しスムーズに合流して再循環させることができる。
尚、上記傾斜には、各管路の端部がカーブ(湾曲)する形態も含まれている。
【０００９】
更に、本発明には、前記第１の管路の中間で且つ前記リターン管路との接続部よりも上流側に第２ファンが更に配置されている、粉塵含有排ガス用集塵装置(請求項３)も含まれる。これによれば、粉塵含有排ガス排出源が外気と連通する開放構造の例えば廃棄物焼却炉であっても、上記第２ファンによって、粉塵含有排ガスを上記外気と共に第１管路および集塵器に確実に送給することができる。尚、上記第２ファンの送風量は、前記第１ファンの送風量未満でなければならない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１(Ａ)は、本発明における一形態の粉塵含有排ガス用集塵装置１を示す概略図である。係る集塵装置１は、図１(Ａ)に示すように、後述する粉塵含有排ガス排出源であるチタン溶解炉２０と集塵器６の給気部との間を接続する第１管路２と、上記集塵器６の排気部に一端が接続され且つ中間に位置する第１ファン１０を介して下流側１２が外気に連通する第２管路８と、を備えている。
また、第２管路８における第１ファン１０の下流側１２と上記第１管路２の中間との間には、リターン管路１４が接続されている。
【００１１】
即ち、図１(Ａ)中の実線の矢印で示すように、粉塵含有排ガスは、第１管路２、集塵器６、および第１ファン１０を含む第２管路８を経て外部に排気され、図１(Ａ)中の破線の矢印で示すように、除塵され且つ乾燥した排ガスの一部は、上記第１ファン１０の下流側の分岐路１３からリターン管路１４を経て第１管路２の中間に送給される。尚、リターン管路１４は、集塵器６の給気部に向くように傾斜(カーブ)する接続部１６により、第１管路２の中間に接続されている。また、係るリターン管路１４の途中には、上記破線の矢印方向のみに排ガスを流すための逆止弁１８が配置されている。
【００１２】
図１(Ｂ)は、粉塵含有排ガス排出源であるチタン溶解炉２０の排ガス処理に、粉塵含有排ガス用集塵装置１を適用した概略図である。チタン溶解炉２０は、前記と同じく、水冷鋳型２２、炉体カバー２３、プラズマトーチ２４、および原料シュート２５が接続された原料貯留槽２６を備えている。
原料シュート２５から供給されるスポンジチタンやスクラップチタンからなる原料２７は、貯留槽２６の下端から図示しない開閉手段により所要量ずつ落下した後、プラズマトーチ２４から照射されるプラズマアークによって溶解される。溶解された原料２７は、図１(Ｂ)中の右側の矢印で示すように、水冷鋳型２２内で凝固した後、チタン鋳塊２８となって徐々に降下する。
【００１３】
上記チタン溶解(精錬)工程において、原料２７の溶解に伴ってそれらに含まれていた元素の塩化物(例えば、ＭｇＣｌ２)などの粉塵が多量に含まれた粉塵含有排ガスが生じる。係る排ガスは、第１ファン１０の吸引により、前記プラズマトーチ２４から供給されるアルゴンなどの不活性ガスの供給量に応じて、図１(Ｂ)中の実線の矢印で示すように、第１管路２に送給され、給気部６ａから集塵器６に送給されることで、当該集塵器６内の布製で円柱形の濾過フィルタ(フィルタ)７で集塵される。係る清浄化され乾燥した排ガスは、集塵器６の排気部６ｂ、第２管路８、その途中に位置し且つ上記排ガスを吸引する第１ファン１０、および第２管路の下流側１２を経て、その排気口１２ａから外部に排出される。尚、図１(Ｂ)中における符号１１は、第１ファン１０を駆動するモータである。
【００１４】
また、図１(Ｂ)中の一点鎖線の矢印で示すように、集塵器６で除塵され清浄で且つ乾燥した排ガスの一部は、分岐路１３からリターン管路１４を送給され、逆止弁１８を通過して集塵器６の給気部６ａに向くように傾斜(カーブ)する接続部１６から第１管路２の中間に送られて、チタン溶解炉２０から排出された粉塵含排ガスと合流する。尚、上記逆止弁１８は、上記溶解炉２０からの当該粉塵含有排ガスが、リターン管路１４を逆流して外部に排出される事態を防いでいる。
因みに、集塵器６の濾過フィルタ７で除塵された排ガスのうちで、約５０％〜８０％がリターン管路１４を経て、第１管路２の中間に再循環され、且つ係る循環が繰り返される。この結果、集塵器６の内部には、乾燥した排ガスが循環して通過するため、濾過フィルタ７による集塵期間が長くなり、そのメンテナンスを低減することが可能となる。尚、第１ファン１０の送風量は、前記溶解炉２０からの排ガス量よりも大きいことが必要である。
【００１５】
以上のような本発明の粉塵含有排ガス用集塵装置１によれば、前記チタン溶解炉２０(粉塵含有排ガス排出源)から排出された粉塵含有排ガスには、予めフィルタ６で除塵され清浄で且つ乾燥した排ガスの一部が、リターン管路１４を経て第１管路２の中間から補給され且つ繰り返して再循環される。この結果、排ガスを希釈して排出するため、外部に排出されるガスの清浄度が向上する。
また、集塵器６の濾過フィルタ７には、水分が少なく乾燥したガスおよび極く少量の粉塵が供給されるため、係るフィルタ７に粉塵が張り付きにくくなると共に、集塵された粉塵を高圧エアにより払い落とすことも容易となる。しかも、前記チタン溶解炉２０のような密閉構造の粉塵含有排ガス排出源における内部圧力の低下を防げると共に、その操業も安定で且つ安全に行うことができる。
【００１６】
図２(Ａ)は、異なる形態の粉塵含有排ガス用集塵装置１ａを示す概略を示す。係る集塵装置１ａは、図２(Ａ)に示すように、後述する粉塵含有排ガス排出源である廃棄物焼却炉３０と集塵器６の給気部との間を接続する第１管路２と、係る第１管路２の中間に配置した第２ファン４と、上記集塵器６の排気部に一端が接続され且つ中間に位置する第１ファン１０を介して下流側１２が外気に連通する第２管路８と、を備えている。
図２(Ａ)に示すように、第２管路８における第１ファン１０の下流側１２に位置する分岐路１３と上記第１管路２の中間との間には、逆止弁１８を含むリターン管路１４が接続されている。第１管路２は、集塵器６の給気部に向くように傾斜(カーブ)した接続部３を介して、上記リターン管路１４と接続する。
また、第２ファン４は、第１管路２において、上記リターン管路１４との接続部３よりも上流側に配置されている。係る第２ファン４の送風量は、第１ファン１０の送風量未満とされている。
【００１７】
図２(Ｂ)は、粉塵含有排ガス排出源である廃棄物焼却炉３０の排ガス処理に、粉塵含有排ガス用集塵装置１ａを適用した概略図である。廃棄物焼却炉３０は、円筒形の耐火物からなる炉体３２、その上方を覆うカバー３４、係るカバー３４を貫通するバーナ３５、および上記カバー３４を一部に開口する投入口３６を備えている。投入口３６から装入された各種の廃棄物３７は、バーナ３５からの火炎によって焼却され、上記炉体３２内に縮小した焼却灰３８などとして蓄積される。係る廃棄物３７を焼却する際に、各種の粉塵を含む排ガスが排出される。
係る排ガスは、図２(Ｂ)中の実線の矢印で示すように、第１管路２の中間に設けた第２ファン４により吸引され、当該第１管路２内に排出される。この際、前記投入口３６から外気が前記焼却炉３０内に流入する。
【００１８】
第１管路２に送給された排ガスは、図２(Ｂ)中の実線の矢印で示すように、給気部６ａから集塵器６に供給され、当該集塵器６内の布製で円柱形の濾過フィルタ７で集塵される。清浄化された排ガスは、集塵器６の排気部６ｂ、第２管路８、その途中に位置し且つ排ガスを吸引する第１ファン１０、および第２管路８の下流側１２を経て、その排気口１２ａから外部に排出される。
また、図２(Ｂ)中の一点鎖線の矢印で示すように、集塵器６のフィルタ７で除塵され清浄で且つ乾燥した排ガスの一部は、分岐路１３からリターン管路１４に送給され、逆止弁１８を経てその下流側１５から、集塵器６の給気部６ａに向けて傾斜(カーブ)する第１管路２の中間に位置する接続部３に送給される。
これにより、上記乾燥した排ガスは、廃棄物焼却炉３０から排出された粉塵含有排ガスと合流する共に、集塵器６、第２管路８、およびリターン管路１４を繰り返し再循環される。
【００１９】
この結果、集塵器６の内部には、乾燥し且つ清浄化された排ガスが常に循環して通過するため、濾過フィルタ７による集塵期間が長くなり、そのメンテナンスを低減することができる。
以上のような粉塵含有排ガス用集塵装置１ａによれば、廃棄物焼却炉３０(粉塵含有排ガス排出源)から排出された粉塵含有排ガスには、予め集塵器６の濾過フィルタ７で除塵され清浄で且つ乾燥した排ガスの一部が、リターン管路１４を経て第１管路２の中間から補給される。この結果、排ガスを希釈して排出するため、その清浄度が向上する。しかも、上記フィルタ７には、水分が少なく乾燥した排ガスおよび極く少量の粉塵が供給されるため、係るフィルタ７に粉塵が張り付きにくくなると共に、集塵された粉塵を高圧エアにより払い落とすことも容易となり、当該フィルタ７のメンテナンスも容易になる。
【００２０】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、本発明の前記集塵装置１，１ａは、第１管路２を介して複数の粉塵含有排ガス供給源と接続しても良く、逆に１つの粉塵含有排ガス供給源に複数の集塵装置１，１ａを接続しても良い。
また、集塵器内のフィルタには、前記布製の濾過フィルタに限らず、化学繊維、多孔質シート、または多孔質セラミックなどからなる濾過フィルタを内設しても良い。あるいは、前記第１管路２と第２管路８との間に、内部の濾過フィルタが異なる集塵器を直列または並列にして接続することも可能である。
更に、前記リターン管路１４の中間に、除塵済みの乾燥した排ガスを補助的に送給する第３ファンを配置することも可能である。
尚、本発明の対象となる粉塵含有排ガス排出源には、前述した溶解炉２０や焼却炉３０に限らず、焼却灰溶融炉、金属などの各種加工工程、破砕を含む加工または処理工程、産業廃棄物処理施設なども含まれ得る。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の粉塵含有排ガス用集塵装置(請求項１)によれば、集塵器のフィルタで除塵され且つ乾燥した排ガスの一部が、リターン管路を経て第１管路の中間から粉塵を含有する排ガス中に補給されるため、上記フィルタには水分が少なく乾燥した排ガスおよび極く少量の粉塵が供給され且つ繰り返して再循環される。従って、排ガスを希釈して排出するため、その清浄度が向上する。しかも、上記フィルタに粉塵が張り付きにくくなり、且つ集塵した粉塵の払い落しなどのメンテナンスも容易となる。
また、請求項２の粉塵含有排ガス用集塵装置によれば、前記フィルタで除塵され乾燥した排ガスの一部を、リターン管路を経て環流し、第１管路の中間から粉塵を含有する排ガスに対してスムーズに合流して再循環させることができる。
更に、請求項３の粉塵含有排ガス用集塵装置によれば、粉塵含有排ガス排出源が外気と連通する開放構造の例えば廃棄物焼却炉であっても、第２ファンによって、排ガスを外気と共に第１管路および集塵器に確実に送給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(Ａ)は本発明の粉塵含有排ガス用集塵装置の一形態を示す概略図、(Ｂ)はその適用例を示す概略図。
【図２】(Ａ)は異なる形態の粉塵含有排ガス用集塵装置を示す概略図、(Ｂ)はその適用例を示す概略図。
【図３】(Ａ)は従来の粉塵含有排ガス用集塵装置を示す概略図、(Ｂ)はその適用例を示す概略図。
【符号の説明】
１，１ａ…集塵装置
２…………第１管路
３，１６…接続部
４…………第２ファン
６…………集塵器
６ａ………給気部
６ｂ………排気部
７…………濾過フィルタ(フィルタ)
８…………第２管路
１０………第１ファン
１２………第２管路の下流側
１４………リターン管路
２０………チタン溶解炉(粉塵含有排ガス排出源)
３０………廃棄物焼却炉(粉塵含有排ガス排出源)
【図１】
2004195276.tif 000003
【図２】
2004195276.tif 000004
【図３】
2004195276.tif 000005