(57)【要約】【課題】  ごみ焼却炉などから排出される高温の排ガスを処理することができ、しかも排ガスに含まれる塩素ガスなどの腐食性ガスに対し耐食性を有し、安全で信頼性の高い高温集塵装置を提供する。【解決手段】  集塵室１内にセラミック製の筒状フィルター２を備えた高温集塵装置であって、筒状フィルター２の一端がセラミック質の耐火キャスタブルからなる支持部材３に懸架して支持され、上から押え板６で抑えて固定されている。支持部材３の耐火キャスタブル内部には補強材として金属製の冷却パイプ４又は冷却中空板が埋設され、空冷により３００℃以下に冷却されるか、水冷により１００℃以下に冷却される。【選択図】      図２
2005224734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集塵室内にセラミック製の筒状フィルターを備えた高温集塵装置であって、セラミック質の耐火キャスタブルからなる支持部材が、筒状フィルターの一端を懸架して支持すると共に、集塵室を排ガスの入口側と出口側にほぼ気密に区画し、且つ支持部材の耐火キャスタブル内部に補強材として金属製の冷却パイプ又は冷却中空板が埋設されていることを特徴とする高温集塵装置。
【請求項２】
前記冷却パイプ又は冷却中空板は、空冷により３００℃以下に冷却されるか、若しくは水冷により１００℃以下に冷却されることを特徴とする、請求項１に記載の高温集塵装置。
【請求項３】
前記筒状フィルターは、フィルター本体が支持部材の取付穴に挿入されると共に、フィルターのフランジ部が耐熱シール材を介して支持部材に懸架され、そのフランジ部を上方から押え板で押圧して固定されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の高温集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ごみ焼却炉などから排出される高温の排ガス中の粉塵を除去するための集塵装置に関し、特に集塵室内にセラミック製の高温用筒状フィルターを備えた高温集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の工業用炉などからの排ガスには粉塵が含まれているため、集塵装置で粉塵を取り除いてから大気中に排出する必要がある。その場合に使用する集塵装置として、低温の排ガス又は冷却した排ガス用のものは各種知られているが、８００℃以上の高温の排ガスを処理する集塵装置は、高価な断熱構造を必要とするなどの理由から、特殊な場合を除いてほとんど使用されていなかった。
【０００３】
特開昭６２−９１２２０号公報には、このような高温の排ガスに適用できる集塵装置の缶体構造が提案されている。この集塵装置の缶体構造は、セラミックの多孔質焼結体などからなるフィルターを、上下方向に数段に配置した複数の鋼板製の管板で支持すると共に、その管板内に水冷ジャケットを形成したものである。この管板を水冷することによって、管板が高温のガスによる熱損傷を受けることがなくなり、高温の排ガスの処理が可能であるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−９１２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近では、一般廃棄物や産業廃棄物の焼却炉などにおいても、高温の排ガスを利用して熱交換や発電を行う設備が開発されつつあり、８００℃以上の高温の排ガスを処理する集塵装置が不可決となってきた。また、各種の工業炉においても、高温の排ガスを冷却せず、そのまま集塵装置に導入して処理することが要望されている。
【０００６】
しかし、かかる高温集塵装置においては、特に複数の筒状フィルターを懸架して支持する形式の場合、筒状フィルターを懸架支持する部材（チューブシートと称される）が耐久性に劣るという問題があった。例えば、一般的なステンレスなどの金属からなるチューブシートの場合、３００℃を超える高温で軟化しやすく、８００℃以上ではクリープ変形が起る。そのため、複数の筒状フィルターを安定して懸架支持することが難しく、８００℃以上の高温で使用できる集塵装置は実用化されていない現状である。
【０００７】
また、上記特開昭６２−９１２２０号公報に提案されたような集塵装置は、上下方向に数段に複数の管板を配置してフィルターを支持するため、構造が極めて複雑である。しかも、フィルターを支持する管板が一般に鋼板などの金属製であるため、ごみ焼却炉からの排ガス中に含まれる塩素ガスと反応して低融点低沸点の化合物、例えばＦｅＣｌ３（融点３０８℃、沸点３１５℃）などを生成して、腐食されやすいという欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、簡単な構造であって、ごみ焼却炉などから排出される高温の排ガスを処理することができ、しかも排ガスに含まれる塩素ガスなどの腐食性ガスに対して十分な耐食性を有し、安全で信頼性の高い高温集塵装置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、本発明が提供する高温集塵装置は、集塵室内にセラミック製の筒状フィルターを備えた高温集塵装置であって、セラミック質の耐火キャスタブルからなる支持部材が、筒状フィルターの一端を懸架して支持すると共に、集塵室を排ガスの入口側と出口側にほぼ気密に区画し、且つ支持部材の耐火キャスタブル内部に補強材として金属製の冷却パイプ又は冷却中空板が埋設されていることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明の高温集塵装置においては、冷却パイプ又は冷却中空板は、空冷により３００℃以下に冷却されるか、若しくは水冷により１００℃以下に冷却されることが好ましい。また、上記本発明の好ましい高温集塵装置では、筒状フィルターは、フィルター本体が支持部材の取付穴に挿入されると共に、フィルターのフランジ部が耐熱シール材を介して支持部材に懸架され、そのフランジ部を上方から押え板で押圧して固定されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１つの支持部材によって筒状フィルターを懸架支持すると共に集塵室を排ガスの入口側と出口側に区画する簡単な構造であって、ごみ焼却炉などから排出される８００℃以上の高温の排ガスを処理することができ、しかも排ガスに含まれる塩素ガスなどの腐食性ガスに対して十分な耐食性を備えた、安全で信頼性の高い高温集塵装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の高温集塵装置においては、フィルターを吊下げた状態で懸架支持するチューブシートとして、耐熱性及び耐食性に優れたセラミック質の耐火キャスタブルからなる支持部材を使用する。この支持部材は、同時に、集塵室を排ガスの入口側と出口側とに区画する役割を果たしている。支持部材を耐火キャスタブルのみで構成した場合、自重や懸架支持した筒状フィルターの重さにより高温で軟化変形する恐れがある。そこで、耐火キャスタブルの内部に、補強材として金属製の冷却パイプ又は冷却中空板を埋設し、強制的に冷却することにより、補強材である冷却パイプ又は冷却中空板の強度が低下することを防止している。
【００１３】
従って、本発明で用いる支持部材は、耐火キャスタブルからなるため耐熱性及び耐食性に優れるうえ、高温でも強度低下のない冷却パイプ又は冷却中空板によって補強されているので、８００℃以上の高温の排ガスや、塩素などを含む腐食性の排ガスの場合でも、変形したり腐蝕されたりすることがない。従って、１つの支持部材によって複数の筒状フィルターを懸架支持した簡単な構造でありながら、ごみ焼却炉などから排出される高温で塩素ガスを含む排ガスの処理に長期にわたって使用することができ、安全で信頼性の高い高温集塵装置を提供することができる。
【００１４】
本発明に係わる支持部材を構成する耐火キャスタブルとしては、主成分のセラミックにより、アルミナ質、シリカアルミナ質、マグネシア質、クロムマグネシア質、炭化ケイ素質、コージエライト質などがある。例えば、アルミナ質の耐火キャスタブルは、約８０〜９６重量％のＡｌ２Ｏ３を含み、耐熱性は１７００℃以上である。また、シリカアルミナ質の耐火キャスタブルは、約４０〜７０重量％のＡｌ２Ｏ３と約２０〜５５重量％のＳｉＯ２を含み、耐熱性は１２００℃以上である。更に、これらの耐火キャスタブルは、金属と比較してはるかに高い耐食性を有し、例えば塩素ガスと反応することがないため、塩素ガスを含む焼却炉の排ガスにより腐蝕される恐れもない。
【００１５】
かかる耐火キャスタブルは、原料であるセラミックの粉粒体に結合剤としてアルミナセメントやリン酸アルミニウムなどを添加混合し、水を加えて混練した後、支持部材としての所定の形状に成形して製造することができる。耐火キャスタブルを成形する際に、その内部に冷却パイプ又は冷却中空板を埋設する。また、強度向上のため、ステンレスのファイバー又はチョップを添加することもできる。更に、部分的な破損による落下を防止するため、細線状の金属などからなるアンカーを多数分散して埋め込むことも可能である。
【００１６】
この耐火キャスタブルの内部には、補強材として金属製の冷却パイプ又は冷却中空板が埋設してある。冷却パイプは中空の金属パイプからなり、冷却中空板は中空箱状の金属板から構成されていて、高温下での強度低下を防ぐために、その中空部内に冷却用の空気や水などを流すことができる。また、この冷却パイプ又は冷却中空板を構成する金属としては、３００℃程度の温度で軟化したり変形したりしない材料を用いる必要があるが、中でもステンレスが好ましく、例えばＳＵＳ３１０Ｓなどが特に好ましい。
【００１７】
冷却パイプ又は冷却中空板の冷却については、その中空部内に空気を流す空冷か、若しくは水を流す水冷とすることが好ましい。また、冷却パイプ又は冷却中空板を埋設した耐火キャスタブルからなる支持部材は集塵室に水平に配置され、従って対流冷却が期待できないため、強制的に冷却することが望ましい。空冷の場合には、補強材としての冷却パイプ又は冷却中空板の強度低下が少ない３００℃以下の温度に冷却する。また、水冷の場合には、水の沸騰を抑えるために、１００℃以下の温度に冷却する。尚、冷媒である水や空気は、冷却パイプ又は冷却中空板から漏れないように注意する必要がある。水の場合は水蒸気爆発の危険があり、空気の場合には排ガスに水素などの可燃性成分が含まれていると爆発しやすいからである。
【００１８】
次に、本発明の高温集塵装置の好ましい一具体例を、図面を用いて詳しく説明する。この高温集塵装置は、図１に示すように、集塵室１内に複数のセラミック製の筒状フィルター２を備え、それぞれの筒状フィルター２は、その一端に設けたフランジ部２ｂがセラミック質の耐火キャスタブルからなる１つの支持部材３に懸架された状態で支持されている。集塵室１は支持部材３によって上下に区画され、処理されるべき排ガスは下側の排ガス入口１ａから導入され、筒状フィルター２のフィルター本体２ａを通過する際に粉塵が除去された後、上側の排ガス出口１ｂから排出されるようになっている。
【００１９】
高温集塵装置の集塵室１に配置される支持部材３の具体例について、支持部材３を構成する耐火キャスタブルの内部に補強材として金属製の冷却パイプが埋設されている場合を図２に、及び金属製の冷却中空板が埋設されている場合を図３示す。図２及び図３とも、（ａ）は支持部材付近の断面図であり、（ｂ）は支持部材の平面図である。冷却パイプ４及び冷却中空板５は、支持部材３を構成する耐火キャスタブルを効果的に補強できる位置に必要数を埋設するが、筒状フィルター２のフィルター本体２ａが挿通される取付穴３ａを避けて配置する必要がある。尚、図３には耐火キャスタブルのほぼ全体に１つの冷却中空板５が埋設された支持部材３を図示したが、冷却中空板５を２つ以上に分割して埋設することもできる。
【００２０】
支持部材３は、図２及び図３に示すように、筒状フィルター２を懸架支持すると同時に、集塵室１の内部を上下に区画している。集塵室１は、ケーシングである集塵室壁材８と、その内側に配置された断熱材９とから基本的に構成されている。また、筒状フィルター２を交換したり内部を清掃したりするため、集塵室壁材８と断熱材９で構成された集塵室１は２つに分割され、支持部材３よりも上方の蓋側部分を取り外せるようになっている。支持部材３は、自重と筒状フィルター２の重さにより、集塵室１の断熱材９上に固定される。同時に、支持部材３と集塵室１の断熱材９との間には耐熱シール材７ａが挿入されているため、支持部材３で区画された集塵室１の排ガス入口側（下側）と排ガス出口側（上側）とはほぼ気密状態に保たれる。尚、耐熱シール材としては、セラミックファイバーのブランケットなどを用いることができる。
【００２１】
更に、支持部材３に筒状フィルター２を支持した状態を図４に示す。筒状フィルター２は、フィルター本体２ａが支持部材３の取付穴３ａに挿通され、一端のフランジ部２ｂが取付穴３ａの周縁に係止されることにより、支持部材３に吊下げた状態で懸架支持されている。そして、筒状フィルター２のフランジ部２ｂと支持部材３の間に耐熱シール材７ｂが挿入され、フランジ部２ｂを上方から押え板６で押圧した状態で、例えば支持部材３に固定したオールアンカにナットで締め付けることにより、支持部材３に筒状フィルター２が固定されている。押え板６としては、通常はステンレスなどの金属製でよいが、耐久性を考慮して耐火キャスタブルなどを用いることもできる。尚、押え板６には、筒状フィルター２の内側に連通するように開口部６ａを設ける必要がある。
【００２２】
本発明の高温集塵装置に用いる筒状フィルターは、８００℃以上の高温に十分耐えることができるものであれば、従来から高温の排ガスの処理に適用されていたものでよい。代表的な筒状フィルターとしては、例えば、アルミナ系、アルミナシリカ系、コージエライト系、ムライト系などのセラミックファイバーを、有底円筒状に成形したものがある。また、同様のセラミック粉末を焼結して作製したものであってもよい。尚、筒状フィルター自身の構造は、内部が中空であっても、内部がハニカム状などに形成されていてもよい。
【００２３】
上記セラミックファイバーからなる筒状フィルターの一般的な製造方法は、以下のとおりである。即ち、主成分となるセラミックファイバーとシリカゾルやアルミナゾルのような無機バインダーを水に分散し、高分子凝集剤を加えて凝集体を形成させた後、所定の有底円筒形状を有するメッシュ状の成形型を浸漬して吸引濾過する。このようにして成形型上にセラミックファイバーと無機バインダーの凝集体を堆積させた後、その堆積した成形体を取り外し、乾燥し又は乾燥した後更に１０００℃以上の温度で焼成して筒状フィルターとする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の高温集塵装置の一具体例を示す概略図である。
【図２】本発明に係わる耐火キャスタブル内部に冷却パイプを埋設した支持部材を示し、（ａ）は支持部材付近の要部断面図、（ｂ）は支持部材の平面図である。
【図３】本発明に係わる耐火キャスタブル内部に冷却中空板を埋設した支持部材を示し、（ａ）は支持部材付近の要部断面図、（ｂ）は支持部材の平面図である。
【図４】本発明に係わる支持部材に筒状フィルターを懸架支持した状態を示す概略の要部断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      集塵室
１ａ    排ガス入口
１ｂ    排ガス出口
２      筒状フィルター
２ａ    フィルター本体
２ｂ    フランジ部
３      支持部材
３ａ    取付穴
４      冷却パイプ
５      冷却中空板
６      押え板
６ａ    開口部
７ａ、７ｂ    耐熱シール材
８      集塵室壁材
９      断熱材
【図１】
2005224734.tif 000003
【図２】
2005224734.tif 000004
【図３】
2005224734.tif 000005
【図４】
2005224734.tif 000006