(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスに含まれるばいじんおよび有害ガス成分を除去する、付着したばいじんが逆洗ノズルからの噴射流体により払い落とされる触媒担持バグフィルタであって、前記逆洗ノズルの位置するバグフィルタ上端部から該バグフィルタ全長の１０〜４０％の範囲の触媒担持量比が、前記逆洗ノズルの位置するバグフィルタ上端部から該バグフィルタ全長の５０〜１００％の範囲の触媒担持量比の少なくとも１．３倍であることを特徴とする触媒担持バグフィルタ。
【請求項２】
バグフィルタに触媒含有液を含浸させた後、該触媒含有液含浸バグフィルタの上端部からその全長の１０〜４０％の範囲に、前記触媒含有液の触媒濃度の１〜１．５倍の濃度の触媒含有液をさらに含浸させ、該バグフィルタの全長１０〜４０％の範囲の触媒担持量比を、前記逆洗ノズルの位置するバグフィルタ上端部から該バグフィルタ全長の５０〜１００％の範囲の触媒担持量比の少なくとも１．３倍とすることを特徴とする触媒担持バグフィルタの製法。
【請求項３】
バグフィルタに触媒含有液を含浸させた後、該触媒含有液含浸バグフィルタをその上端部が下向きとなるように鉛直方向に吊り下げ、該バグフィルタ上端部に前記触媒含有液の一部を移動させ、該バグフィルタの全長１０〜４０％の範囲の触媒担持量比を、前記逆洗ノズルの位置するバグフィルタ上端部から該バグフィルタ全長の５０〜１００％の範囲の触媒担持量比の少なくとも１．３倍とすることを特徴とする触媒担持バグフィルタの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は触媒担持バグフィルタおよびその製法に関し、さらに詳しくはごみ焼却炉から排出されるばい塵（ダスト）を捕集除去する脱じん装置に用いられる、燃焼排ガス中に含まれるダスト等の除去および窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、ダイオキシンなどの有害ガス成分を分解除去するのに好適な触媒担持バグフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ごみ焼却炉からの排ガス中に含まれるダイオキシン類などが注目され、ダイオキシン類などの有害物質の排出ガイドラインが改正され、新設全連炉での出口排出ガイドライン値が０．１ng/Nm3と欧米なみに厳しい値に規制された。
上記規制に対応する排ガス処理方法としては、低温バグフィルタ方式、活性炭吸着除去法、触媒方式などが挙げられ、触媒を用いる方法としては触媒塔方式と触媒バグフィルタ方式が知られている。触媒塔方式は、触媒塔を脱じん装置の後流に追設して排ガス処理する方法であり、触媒バグフィルタ方式は、触媒をバグフィルタ内部に担持させて排ガス処理を行う方法である。
【０００３】
特開平０５−７７１６号公報には、図７に示す触媒バグフィルタの調整装置を用いて脱硝触媒をバグフィルタに担持させる方法が提案されている。この方法において、触媒バグフィルタは、バグフィルタ固定具２４に固定された複数のバグフィルタ２３をスラリー槽２５に浸漬し、触媒スラリーを触媒スラリタンク２６からポンプ２７およびスプレーノズル２８を介して該バグフィルタ２３の上端部から噴射させ、所定時間循環させた後、引き上げて乾燥させることにより得られる。また特開平０６−２３３９１６号公報には、触媒バグフィルタの再生法として、上記と同様の調整装置により触媒を再担持させる方法が提案されている。これらの方法ではいずれも触媒がバグフィルタに一様に担持され、バグフィルタの長さ方向に触媒担持量の分布を持たせることは考慮されていない。
【０００４】
また、上記触媒バグフィルタは、通常のバグフィルタと同様、間欠的にバグフィルタに付着したばいじんを除去するための逆洗操作が行われる。
図８は、逆洗方式を採用した脱じん装置の説明図である。この脱じん装置は、複数の触媒バグフィルタ１が配置されたバグフィルタハウス５と、該複数のバグフィルタ１の上端部からその内部に逆洗用空気３を噴射させる逆洗ノズル２と、該逆洗ノズル２から噴射された逆洗用空気３によって触媒バグフィルタ１の表面から脱離したばいじん４をバグフィルタハウス５の底部から抜出すロータリーバルブ１２とを備える。
このような装置において、火炉等で発生した排ガス６は、バグフィルタハウス５に供給され、触媒バグフィルタ１の外面から内面に向かう方向に流れ、排ガス中のばいじん４は、触媒バグフィルタ１の外面に付着して除去され、また排ガス中の有害物質は、触媒バグフィルタ１を通過する際に触媒と接触して分解除去されて清浄化され、該清浄ガス７が、煙突８を介して大気中に放出される。
【０００５】
一方、逆洗操作時には、コンプレッサ１１によりエアタンク１０内の空気が圧縮された逆洗用空気３が、逆洗ノズル２を介して触媒バグフィルタ１の上端部からバグフィルタ１の内面に向かって約０．１秒間吹き込まれ、触媒バグフィルタ１の外表面上に付着したばいじん４を脱離させる。脱離したばいじん９はバグフィルタハウス５の下部に堆積し、ロータリーバルブ１２および灰コンベア１３により灰ホッパ１４に集められ、灰処理装置１５により無害化処理が施される。
【０００６】
上記触媒バグフィルタとしては、ろ過面積の確保のために図９に示すような直径１３〜１５cm、長さ５〜７m の長寸の円筒形のものが使用される。従って、逆洗ノズルがバグフィルタ上端部に位置するように配置された逆洗装置を用いた場合、逆洗によって触媒バグフィルタ下部に付着したばいじん等は剥離されにくく、バグフィルタ上部に付着したばいじんが剥離し易くなる。また、上記逆洗操作を繰り返して行うことにより、担持された触媒がばいじんとともに脱離し易くなり、バグフィルタの長さ方向に触媒担持量の減少分布が生じる。図１０には、一定期間運転した後のバグフィルタの長さ方向の触媒担持量の分布を示した。この図から明らかなように逆洗ノズルの位置するバグフィルタ上端部から該バグフィルタ全長の１０〜２０％長さの範囲の触媒担持量が、他の部分の触媒担持量に比べ５０〜６０％程度低下している。このように、バグフィルタ上端部においては逆洗による担持触媒の減少量が大きくなり、バグフィルタ下部では担持触媒の減少量が小さくなる。バグフィルタに担持された触媒量に分布が生じると、担持触媒の少ない部分ではＮＯｘ除去率やダイオキシン除去率の低下が生じ易くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上述従来技術の問題点を解決し、逆洗操作を繰り返し行った場合でも、排ガス中に含まれるばいじんや有害ガス成分を長期にわたり安定して効率よく除去することができる触媒担持バグフィルタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
（１） 排ガスに含まれるばいじんおよび有害ガス成分を除去する、付着したばいじんが逆洗ノズルからの噴射流体により払い落とされる触媒担持バグフィルタであって、前記逆洗ノズルの位置するバグフィルタ上端部から該バグフィルタ全長の１０〜４０％の範囲の触媒担持量比が、前記逆洗ノズルの位置するバグフィルタ上端部から該バグフィルタ全長の５０〜１００％の範囲の触媒担持量比の少なくとも１．３倍であることを特徴とする触媒担持バグフィルタ。
（２） バグフィルタに触媒含有液を含浸させた後、該触媒含有液含浸バグフィルタの上端部からその全長の１０〜４０％の範囲に、前記触媒含有液の触媒濃度の１〜１．５倍の濃度の触媒含有液をさらに含浸させ、該バグフィルタの全長１０〜４０％の範囲の触媒担持量比を、前記逆洗ノズルの位置するバグフィルタ上端部から該バグフィルタ全長の５０〜１００％の範囲の触媒担持量比の少なくとも１．３倍とすることを特徴とする触媒担持バグフィルタの製法。
（３） バグフィルタに触媒含有液を含浸させた後、該触媒含有液含浸バグフィルタをその上端部が下向きとなるように鉛直方向に吊り下げ、該バグフィルタ上端部に前記触媒含有液の一部を移動させ、該バグフィルタの全長１０〜４０％の範囲の触媒担持量比を、前記逆洗ノズルの位置するバグフィルタ上端部から該バグフィルタ全長の５０〜１００％の範囲の触媒担持量比の少なくとも１．３倍とすることを特徴とする触媒担持バグフィルタの製法。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、逆洗操作を繰り返し行っても、逆洗が効果的に行われるバグフィルタ上部において触媒担持量が他の部分より多くなっているため、逆洗による触媒の脱離量が多くなっても、ＮＯｘやダイオキシン類等の有害ガス成分を除去するのに必要な触媒担持量を長時間維持でき、有害ガス成分の除去性能が低下するのを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面により説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す触媒担持バグフィルタの製造説明図である。図１において、バグフィルタ１９は、一定濃度の触媒スラリ１７が貯留されたバグフィルタ浸漬装置８に浸漬され、均一に触媒が担持される。触媒を均一に担持した触媒バグフィルタ１９Ａは、その上端部Ａから長さ方向の１０〜４０％の範囲部分が、さらに上記触媒スラリ１７より高濃度に触媒を含む高濃度触媒スラリ２２に浸漬され、引上げられて乾燥装置２０により乾燥されて本発明の触媒担持バグフィルタ２１とされる。
【００１１】
本発明においては、上記高濃度触媒スラリ２２の触媒濃度は、該スラリに浸漬して乾燥させた後の当該部分の触媒担持量が、他の部分の触媒担持量より少なくとも１．３倍、好ましくは１．５倍となるように調整される。当該部分の触媒担持量が他の部分より１．５倍未満では逆洗操作後の触媒担持量の減少量が多くなり、有害ガス成分の分解除去性能が低下する。また当該部分の触媒担持量の上限は、バグフィルタの通風損失等により適宜選定するのが好ましい。
【００１２】
図２には上記方法で得られた触媒担持バグフィルタの長さ方向の触媒担持量比を示した。なお、図２中のバグフィルタ長さ比は、逆洗ノズルが位置するバグフィルタの上端を基準（０％）とし、この部分からの長さ方向の距離をバグフィルタ全長に対する百分率で表した。また触媒担持量比は、上記逆洗ノズルが位置するバグフィルタの上端部からのバグフィルタ長さにおける触媒担持量をバグフィルタの下端部の触媒担持量を１００％として、百分率で表した。また、上記本発明における触媒担持バグフィルタを一定時間運転した後の触媒バグフィルタの長さ方向の触媒担持量比を図３に示した。バグフィルタ上端部から４０％の範囲で触媒の脱離が見られるが、他の部分の触媒担持量より触媒担持量が多く、従って、逆洗による性能低下を抑えることができる。
【００１３】
上記で得られた本発明の触媒担持バグフィルタと従来技術による均一に触媒が担持された触媒バグフィルタとを用い、逆洗回数によるＮＯｘ除去率（脱硝率）の変化を調べ、その結果を図４に示した。なお、逆洗操作は、逆洗ノズルをバグフィルタハウス内の触媒バグフィルタ上端部に位置させ、エアジェットパルス方式により行った。またガス流速は１m/min 、バグフィルタ温度２００℃、ＮＨ3/ＮＯｘのモル比を１とした。図４から、逆洗回数の増加とともに従来の触媒バグフィルタでは脱硝率が低下し、初期脱硝率７５％であったものが、逆洗回数２０，０００回で５０％に低下した。これに対し、本発明の触媒担持バグフィルタでは、逆洗による脱硝率の低下は抑えられており、逆洗回数２０，０００回での脱硝率は７０％以上に維持することができた。
【００１４】
図５は、本発明の他の実施例を示す触媒担持バグフィルタの製造説明図である。図５において、図１と異なる点は、バグフィルタ１９に触媒スラリ１７を含浸させて触媒バグフィルタ１９Ａとした後、該触媒バグフィルタ１９Ａの上端部Ａが鉛直下向きになるようにバグフィルタ固定具１６を用いて固定し、静置または触媒バグフィルタ１９Ａの長さ方向を中心軸にして回転運動を与え、該バグフィルタに含浸している触媒スラリを下方に移動させ、その後乾燥させることにより、触媒担持バグフィルタの上端部Ａの所定範囲の触媒担持量を他の部分に比べて増大するようにした点である。図６は、触媒担持バグフィルタに含浸された触媒スラリの鉛直方向の移動状況を示す図である。このような方法でも、バグフィルタ上端部の所定範囲の触媒担持量を増大させることができ、本発明の目的を達成できる触媒担持バグフィルタを製造することが可能である。
【００１５】
また本発明における触媒担持バグフィルタは図１および図５に示す製造方法を組み合わせて得ることもできる。例えば、５〜４０重量％の触媒スラリー１７が貯留された触媒スラリー含浸装置１８にバグフィルタ１９を浸漬し、これをバグフィルタ上端部Ａが鉛直下向きになるようにバグフィルタ固定具１６により固定して静置またはバグフィルタの長さ方向を中心軸にして回転運動を与えた後、さらに上記触媒スラリー１７よりも高濃度の６〜５０重量％触媒スラリー２２に、バグフィルタ上端部から４０％長さの部分を再度浸漬させ、該範囲のバグフィルタの触媒担持量がその他の部分に比べて多くなるように担持させることにより得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の触媒担持バグフィルタによれば、逆洗が効果的に行われるバグフィルタ上端部の触媒担持量が他の部分より多くなっているため、逆洗により脱離する触媒量が多くなっても、有害ガス成分の除去に必要な触媒担持量を長期にわたり維持することができ、ＮＯｘやダイオキシン類の除去性能への影響を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す触媒担持バグフィルタの製造説明図。
【図２】本発明の触媒担持バグフィルタの長さ方向の触媒担持量を示す図。
【図３】本発明の触媒担持バグフィルタを用いて所定時間運転した後の該バグフィルタの長さ方向の触媒担持量を示す図。
【図４】逆洗回数による脱硝率の変化を示す図。
【図５】本発明の他の実施例を示す触媒担持バグフィルタの製造説明図。
【図６】図５における触媒スラリの移動状況を示す図。
【図７】従来技術による触媒バグフィルタの製造装置を示す図。
【図８】触媒バグフィルタを配置した脱じん装置の説明図。
【図９】触媒バグフィルタと逆洗ノズルの配置を示す図。
【図１０】従来の触媒バグフィルタを用いて所定期間運転した後の触媒バグフィルタの長さ方向の触媒担持量を示す図。
【符号の説明】
１…触媒バグフィルタ、２…逆洗ノズル、３…逆洗用空気、４…付着ばいじん、５…バグフィルタハウス、６…排ガス、７…清浄ガス、８…煙突、９…脱離ばいじん、１０…エアタンク、１１…コンプレッサ、１２…ロータリーバルブ、１３…灰コンベア、１４…灰ホッパ、１５…灰処理装置、１６…バグフィルタ固定具、１７…触媒スラリ、１８…バグフィルタ含浸装置、１９…バグフィルタ、１９Ａ…触媒バグフィルタ、２０…乾燥装置、２１…触媒担持バグフィルタ、２２…高濃度触媒スラリ、２３…バグフィルタ、２４…バグフィルタ固定具、２５…スラリー槽、２６…触媒スラリータンク、２７…ポンプ、２８…スプレーノズル、Ａ…バグフィルタ上端部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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