(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式ガス清浄設備の主濾布(11)の下流側のガス管(12)に分岐管路(13)を設け、該分岐管路(13)にダスト捕集用の濾布(14)を設け、前記ガス管(12)内を通過するガス中のダストを前記濾布(14)に付着させ、該濾布(14)に付着したダストを色彩色差計にて赤色(ａ＊)と明度(Ｌ＊)について測定することを特徴とする乾式ガス清浄設備の濾布の異常を判定方法。
【請求項２】
乾式ガス清浄設備の主濾布(11)の下流側のガス管(12)に分岐管路(13)を設け、該分岐管路(13)にダスト捕集用の濾布(14)を設け、前記ガス管(12)内を通過するガス中のダストを、前記濾布(14)に付着させ、該濾布(14)を色彩色差計にて濾布(14)の明度(Ｌ＊)と赤色(ａ＊)について測定し、次の１式の相対ダスト濃度比(n)から前記ガス清浄設備の濾布(14)の劣化を推定することを特徴とする乾式ガス清浄設備の濾布劣化を推定する方法。
ｎ＝［ｌｎ（△Ｌ＊／Ｌ１＊＋１）−β・ａ＊］／γＸｏ  ・・・（１）
△Ｌ＊＝Ｌ２＊−Ｌ１＊
ここに、
Ｌ１＊；ダスト付着前濾布の明度
Ｌ２＊；ダスト付着後濾布の明度
ａ＊；ダスト付着後濾布の赤色度
β；色成分定数
Ｘｏ；主濾布通過許容ダスト濃度（ｍｇ／Ｎｍ3）
γ；ダスト濃度定数
ｎ；相対ダスト濃度比
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式ガス清浄設備の濾布異常判定及び濾布劣化を推定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高温反応炉でのガスエネルギーを回収するために乾式ガス洗浄設備が設けられているが、例えば高炉での反応ガスを回収する設備の概略は図５のように高炉１の炉頂からガスの上昇管１ａおよび下降管１ｂを経て、先ず第１段の集塵装置であるダストキャツチャー２に接続される。ついでダストキャツチャー２から乾式集塵系統３と湿式集塵系統４の２系統に別れ乾式系統３にバグフィルタなどの乾式ガス清浄設備３ａ，３ｂが接続されている。また湿式集塵系統４には散水式の湿式集塵装置４ａ，４ｂが接続されており、この２系統は下流側で合流され、さらにその下流にエネルギー回収設備として炉頂発電機５を備えている。
【０００３】
前述したように乾式ガス清浄設備として、バグフィルタが用いられ、該フィルタはスクリーン形式のものがあるが、大部分は円筒容器状のバッグ形式である。その直径は１０〜５０ｃｍ程度で、長さ数ｍ以下のものが鉛直に吊るされ、内側へ気流を通過させ、その内側に粉塵が堆積するように構成されている。また、この円筒容器は上部を閉じて粉塵気流が下方より入るものと、上部より入るものとがある。
いずれも濾過堆積粉塵を払い落とし受けると円筒容器内を下方へ重力によって落下し集塵室へ溜まるようになっている。
溜まった粉塵の払い落としが不十分で有れば、圧力損失が増大し、動力費が嵩むか、処理ガス量が減少するかして、使用が困難となる。
【０００４】
乾式ガス清浄設備の出側煤塵量の測定方法としては、ガスを定流量吸収し、エキサイタに衝突させることにより発生する摩擦帯電電荷を検出する連続煤塵濃度計による測定、ガスを等速吸引してフィルタに付着したダスト質量と測定ガス量により濃度を測定する排ガス中のダスト濃度測定方法「ＪＩＳＺ８８０８」に準拠した測定方法、さらに、フィルタにガスを通過させて、色の濃さにより異常の有無を判定する簡易フィルタチェック法が挙げられる。
【０００５】
また、他の濾布の破れを検出する装置としては、濾布の表面に近接して濾布の通気度および又は吸引音を検出する検出器を配置し、その検出器を濾布表面に対し相対的に移動させることで通気音の変化に基づいて濾布の破れを検出する装置が特開昭６０−１１０３１６号公報に開示されている。更に別な方法として、パルスエア式ダスト払い落とし機構を備えたバグフィルタの破損を検出する際に、濾布に沿って配管されてエアパージする管路をガス吸引管として用い、このガス吸引管から吸引されたダスト量を測定することで濾布の破れ個所を特定する方法が特開平７−３２８３６３号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の濾布のチェック方法は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。すなわち、集塵機性能維持のためには、定期的な集塵機出側ダスト濃度測定が必要であるが、信頼性の高い方法として、直接測定しようとするダスト等の管路に測定装置である吸引管を装着して、排ガス中の単位当たりのダスト量を求める排ガス中のダスト濃度測定方法「ＪＩＳＺ８８０８（１９８６）」がある。
しかし、本方式は一般的な環境下での測定方法を規定したもので、乾式で高温ガス清浄設備を通過した、例えば高炉炉頂ガスの清浄設備においては、測定に際して十分な注意が必要となる。
これは、ガス成分と温度によるもので、清浄設備を通過するガスは高温状態であるが、管路に測定器具を挿入して測定するため、測定器具の温度とガス温度とに開きがあり、測定器具に装着したダスト採取用の濾布が測定時は低温状態であり、温度低下により塩化アンモニウムや塩化鉄等の化合物が析出してしまう。
この濾布に付着したダストの重量を測定する本方法では、当然この塩化物もダストとして計量してしまうため、温度を低下させない測定が必要となり、予熱等の作業が必要となる（すなわち、測定器具の温度が低い１回目の測定は信頼性が低い）。
【０００７】
また、濾布に付着したダストを測定するため、低濃度のダストを測定する場合は、計量誤差を考慮した量のダストを採取する必要があり、最低３０分／回、理想的には６０分／回以上の時間をかける必要があり、この測定を最低３回は実施する必要がある。
さらに、濾布の乾燥が必要となるため、測定してから結果が出るまで最低でも５〜６時間は必要となっていた。
そこで、測定のための専門知識と技能を有する必要がある本方法は、高頻度で実施することは困難なため、他の方法として、簡易フィルタチェックという方法がある。
この方法は、ほぼ一定の流量速度で、一定時間濾布にガスを通過させ、この濾布の色の濃さで、集塵機の異常（濾布方式の場合は破れ）を検知するものであるが、判断は人間の視覚に頼るものであり、定量評価の方法として濾布の明度を測定する方法を試みた。
【０００８】
しかし、この方法においても、塩化鉄の析出という問題は、ＪＩＳＺ８８０８（Ｉ型）と同様であり、さらに下記の問題が発生した。
高炉ガス自体は、基本的に酸素を含まないが、簡易フィルタチェック用のサンプリング管は、非測定時に大気中にさらされているため、多量の酸化鉄が配管内面に析出しており、測定時にこの酸化鉄が徐々に混入して濾布に付着する。
塩化アンモニウムは無色のため色に反映されず、重量法と比べてこの点では優れているが、酸化鉄や塩化鉄の影響分を除去しなければ、濾布明度だけでは集塵機の異常判断方法として使用できないことがわかった。
【０００９】
図４は従来の乾式ガス清浄設備で主濾布１１を通過したガスをガス管１２から分岐して簡易フィルタチェック用にバルブ１５を介して分岐管路１３を設け、この管路１３の途中に管内を流れるダストを捕集する試験用の濾布１４を設けて、該濾布１４にガス管１２からのガスを流し、ダストを付着させた。明度計で測定した装着前の濾布１４の明度をＬ１＊（エルワンスター）として、ダストの付着した濾布１４を明度計で測定した測定値をＬ２＊とし、使用前後の明度差と頻度のヒストグラムを図３に示す。
図３では、濾布１４の正常、異常の傾向は伺えるが明度差の数値の大きい方にも、濾布１４が異常とする値が出て十分な基準でないことが判明した。
【００１０】
従って、簡易的に明度計で新品の濾布と使用後の濾布の白黒の明度差だけではガス管路を通過するダストの管理ができない事が明らかとなった。これは前述したようにガス清浄設備を通過したガス中に含まれる成分によって明度計が影響を受けているためである。
【００１１】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、ガス清浄設備を通過したガスを色彩色差計で測定して、明度差を色補正することにより前記設備の濾布の正常・異常の判定を簡単にするようにした乾式ガス清浄設備の濾布異常判定及び濾布劣化を推定する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による乾式ガス清浄設備の濾布異常判定方法は、乾式ガス清浄設備の主濾布の下流側のガス管に分岐管路を設け、該分岐管路にダスト捕集用の濾布を設け、前記ガス管内を通過するガス中のダストを前記濾布に付着させ、該濾布に付着したダストを色彩色差計にて赤色と明度について測定する方法であり、さらに、本発明による乾式ガス清浄設備の濾布劣化を推定する方法は、乾式ガス清浄設備の主濾布の下流側のガス管に分岐管路を設け、該分岐管路にダスト捕集用の濾布を設け、前記ガス管内を通過するガス中のダストを、前記濾布に付着させ、該濾布を色彩色差計にて濾布の明度について測定し、次の１式の相対ダスト濃度比（ｎ）からガス清浄設備の濾布の劣化を推定する方法である。
ｎ＝［ｌｎ（△Ｌ＊／Ｌ１＊＋１）−β・ａ＊］／γＸｏ  ・・・（１）
△Ｌ＊＝Ｌ２＊−Ｌ１＊
ここに、
Ｌ１＊；ダスト付着前濾布の明度
Ｌ２＊；ダスト付着後濾布の明度
ａ＊；ダスト付着後濾布の赤色度
β；色成分定数
Ｘｏ；主濾布通過許容ダスト濃度（ｍｇ／Ｎｍ3）
γ；ダスト濃度定数
ｎ；相対ダスト濃度比
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による乾式ガス清浄設備の濾布異常判定及び濾布劣化を推定する方法の好適な実施の形態について説明する。
なお、本発明において用いる装置としては前述の図４の構成を用いるため、ここで再度図４の構成について述べる。すなわち、図４における乾式ガス清浄設備の濾布１１を通過したガスをガス管１２から分岐して簡易フィルタチェック用に分岐管路１３を設け、管路の途中に管内を流れるダストを捕集する試験用の濾布１４を設けて、バルブ１５を介して濾布１４にガス管１２からのガスを流し、ダストを付着させる。試験は予め装着前の新しい濾布１４の明度エルスター（Ｌ１＊）を測定した後、該濾布１４を装着して分岐管路１３のバルブ１５を開き分岐管路１３へ５分間だけガスを流した。その後に濾布１４を外し酸化鉄を主体としたダストの付着した濾布１４の赤色エイスター（ａ＊）と明度エルスター（Ｌ２＊）を図示しない色彩色差計にて測った。
尚、本発明で言う明度（Ｌ＊：エルスター）および赤色（ａ＊：エイスター）はＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系で表現した場合の、Ｌ＊およびａ＊を言う。
この色彩色差計の明るさＬ＊は明るい方の最大値を１００として暗い最低値を０としているが、ダストが付着していない新品の濾布１４ではＬ＊は９７であったので最大値を９７に補正した。
ダストの付着した濾布１４を色彩色差計で測定して、赤色を表すａ＊値（エイスター）と前記したダスト付着前後の明度差△Ｌ＊の関係を図２に表すと、濾布１４の色彩の赤と明度との関係が明確であることが分かり、この関係から濾布１４の正常・異常が管理できる。すなわち、図２の如く−△Ｌ＊、ａ＊座標に色彩色差計で濾布１４を測定し続ければ正常時と異常時が層別された図となり、ａ＊が小さい数値にかかわらず−△Ｌ＊が大きい値の時異常が判定できる。
【００１４】
さらに、図１のように正常値と異常値の境界Ｆを作成して、前述の図４の濾布１４で管理すると相対ダスト濃度比ｎを用いて異常判定ができる。
すなわち、試験用の分岐管路１３で測定した使用前後の濾布１４に付着したダスト色彩色差計で測定し、主濾布通過許容ダスト濃度（正常時のダスト濃度に相当）に対する相対ダスト濃度比（ｎ）で表すと１式となる。
ｎ＝［ｌｎ（△Ｌ＊／Ｌ１＊＋１）−β・ａ＊］／γＸｏ  ・・・（１）
△Ｌ＊＝Ｌ２＊−Ｌ１＊
ここに、
Ｌ１＊；ダスト付着前濾布の明度
Ｌ２＊；ダスト付着後濾布の明度
ａ＊；ダスト付着後濾布の赤色度
β；色成分定数
Ｘｏ；主濾布通過許容ダスト濃度（ｍｇ／Ｎｍ3）
γ；ダスト濃度定数
ｎ；相対ダスト濃度比
なお、Ｘｏは、主濾布通過許容ダスト濃度（ｍｇ／Ｎｍ3）であり、濾布正常時のダスト濃度を使用したり、集塵機設計時の仕様値を使用してもよく、正常とする基準条件を用いれば良い。赤色エイスターａ＊は０〜１００の測定数値であり、色成分定数β＜０で、ダスト濃度定数γ＜０である。
このように１式を用いて測定結果を相対ダスト濃度比ｎで表すと、正常時はｎ＝１となり、ｎ＞１が異常値でｎが大きい程、主濾布の劣化が著しくその劣化程度を定量的に推定することができる。
図２に１式を逆算し求めた本発明の推定結果を示す。ここで＋印は通常のダスト濃度を基準とした相対ダスト濃度比ｎを１としたときの値であって、×印はｎ＝５（正常時の５倍相当）としたときの数値を表している。この結果から正常・異常を前記１式を用いれば確実に層別でき、かつ、ｎの大きさで主濾布の劣化程度を推定できることがわかる。
【００１５】
このようにして得たデータを整理した図が前述の図１で相対ダスト濃度と頻度とを表しているが、相対ダスト濃度の管理でガス清浄設備の濾布１４の管理ができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明による乾式ガス清浄設備の濾布異常判定及び濾布劣化を推定する方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、請求項１の発明を実施することによって、濾布を色彩色差計で測定して赤色と明度について見ることにより簡単に濾布の異常判定が可能となった。
請求項２の発明を実施することによって、相対ダスト濃度比に基づきガス清浄設備に設けられている濾布の劣化を容易に推定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による濾布異常判定時の濾布正常・異常時の明度のヒストグラムである。
【図２】色彩色差計で測定したエイスターと明度差の関係を表す特性図である。
【図３】相対ダスト濃度比と頻度との関係を表す特性図である。
【図４】簡易フィルタチェックで測定した分岐管路の構成である。
【図５】高炉におけるガスエネルギー回収設備の概略構成図である。
【符号の説明】
１    高炉
２    ダストキャツチャー
３    乾式集塵系統
４    湿式集塵系統
５    炉頂発電機
１１    主濾布
１２    ガス管
１３    分岐管路
１４    濾布
１５    バルブ
【図１】
0004101922.tif 000002
【図２】
0004101922.tif 000003
【図３】
0004101922.tif 000004
【図４】
0004101922.tif 000005
【図５】
0004101922.tif 000006