JPS61268332A

JPS61268332A - 除塵浄化装置

Info

Publication number: JPS61268332A
Application number: JP60107889A
Authority: JP
Inventors: Taizo Kato; 加藤　泰三; Noriyuki Oda; 紀之織田; Tetsuo Takehara; 徹雄竹原
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1985-05-20
Filing date: 1985-05-20
Publication date: 1986-11-27
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPH0655251B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「技術分野」本発明は、多孔質セラミックス製の濾筒を有する除塵浄
化装置に関する。

［従来技術およびその問題点」近年、特に高温の排ガスなどの除塵、浄化に適用するた
め、フィルター材として通気性を有する多孔質セラミッ
クスを用いた除塵浄化装置が種々提案されている。例え
ばセラミックスフオームを利用したものや、多孔質セラ
ミックス製の濾筒を利用したもの（特開昭５８−２０Ｅ
ｉ０２８号、特開昭５８−２２５７２１号参照）などが
知られている。

しかしながら、高温の排ガス中には、ダストなどの他に
、炭化水素（ＨＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物
（ＮＯｘ）などの有害成分が含まれており、悪臭など公
害の原因となっている。このような有害成分については
、上記のような多孔質セラミックスの壁を通しただけで
は除去することが困難であった。

一方、ディーゼルエンジンなどの排ガスに含まれるカー
ボン粒子や未燃焼炭化水素などを除去するものとして、
セラミックスハニカム体を利用したものが知られている
（特開昭５７−１３６１１２２号参照）。この除塵浄化
装置は、セラミックスハニカム体のセルを交互（市松模
様）に閉塞すると共に、セラミックスハニカム体の壁に
触媒を担持させ、一方の端面から排ガスを流入して他方
の端面から清浄化ガスを流出させるようになっている。

すなわち、排ガスがセラミックスハニカム体のセルの壁
を通過する際に、カーボン粒子が捕集されて、再燃して
ガス化される。また、未燃焼炭化水素が触媒によって酸
化されて、脱臭される。

しかしながら、上記除塵浄化装置においては、セラミッ
クスハニカム体のセルの壁が極めて薄く形成されている
ので、カーボン粒子の再燃時に薄壁が溶けてしまう虞れ
があった。また、カーボン粒子がセルの薄い壁中に堆積
するので、担持ｙれた触媒の活性が低下することがあっ
た。さらに、セラミックスハニカム体のセルを交互に閉
塞する作業が極めて大変であった。

また、製鋼工場における電気炉スクラップ予熱後の排ガ
スは、多量のダストと、スクラップ中に含まれる有機物
から発生する臭気とを含み、公害源となっている。この
場合、電気炉におけるスクラップ予熱装置はバッチ処理
であるため、排ガスの温度は５０〜８００°Ｃまで変化
する。そこで、この排ガスを上記の除塵浄化装置のよう
に酸化触媒によって処理しようとすると、酸化触媒の活
性化温度が通常２４０℃以上であるため、排ガスの温度
が低下したときに触媒作用がなされず、脱臭効果が不充
分となる。

「発明の目的」本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、含塵
ガスから除塵すると共に、有害成分を無害化することが
でき、ざらに含塵ガスの温度が変動しても安定した清浄
化を行なうことができるようにした除塵浄化装置を提供
することにある。

「発明の構成」本発明による除塵浄化装置は、通気性を有する多孔質セ
ラミックス製の濾筒の一方の面より含塵ガスを送入し、
上記濾筒の壁を通過させて他方の面より清浄ガスを取出
す装置であって、上記濾筒に上記含塵ガス中の有害成分
を無害化する触媒が相持され、かつ、上記濾筒の壁の厚
みが３ＩＩＩ１以上とされていることを特徴とする。

したがって、含塵ガス中に含まれるダストは濾筒の壁を
通過する際に捕集されて除去され、有害成分は触媒によ
って無害化される。また、含塵ガスの温度が変動しても
、濾筒の壁の厚みが３ｍｍ以上あるので蓄熱作用がなさ
れ、濾筒の壁を通過する含塵ガスの温度を触媒の活性が
低下しない程度に保つことができる。なお、濾筒の壁の
厚みは、蓄熱作用をより高めるため、５■以上がさらに
好ましい。一方、濾筒の壁の厚みがあまりに大きすぎる
と製造も容易でなくなり、熱衝撃にも弱くなるので、好
ましくは２０ｍｍ以下とされる。

本発明の好ましい態様によれば、触媒は濾筒の含塵ガス
が清浄化されて流出する側の面に担持される。すなわち
、含塵ガス中のダストは主として濾筒のガス流入側の面
に捕集されるが、触媒がダストに埋設されるとその作用
が弱められるので、触媒をガス流出側の面に担持させる
ことにより、触媒の活性低下を防止することができるか
らである。

ただし、本発明において、触媒は、濾筒の含塵ガスの流
入側の面、あるいは濾筒の壁の内部に担持されていても
よい。触媒の担持方法は、触媒の液を濾筒の壁にコ・−
ティングする方法、濾筒を触媒の液に浸漬する方法、セ
ラミックス材料中に触媒を混合して濾筒を形成する方法
など種々の方法が採用できる。

本発明のまた好ましい態様によれば、触媒は酸化触媒と
される。酸化触媒を用いることにより、含塵ガス中の炭
化水素、−酸化炭素などの可燃性成分を酸化して脱臭無
害化することができる。酸化触媒としては、例えば白金
系触媒、パラジウム系触媒などが使用できる。ただし、
本発明において、特にＮｏｗなどを含有する含塵ガスに
対しては還元触媒も使用可能である。

本発明のさらに好ましい態様によれば、含塵ガスが濾筒
の内側に送入される。含塵ガスを濾筒の内側に送入する
ことにより、含塵ガスの送入圧力を高めることができる
と共に、捕集されたダストを除去することが容易となる
。

本発明のさらにまた好ましい態様によれば、濾筒は平均
孔径５０ＩＬＩ１１以下の多孔質セラミックスからなる
。平均孔径が５０１Ｌ＋１を超えると、除塵効果が充分
に得られず、ダストが壁の内部にまで流入して目づまり
を起しやすくなるからである。

なお、濾筒の材料としては、コージェライト、β−スボ
ジュメン、アルミナ、ムライト、チタン酸アルミニウム
系など各種のものが使用できる。

濾筒の形状は、円筒、角筒など特に限定されないが、製
造容易さや濾過面積を大きくする上から、円筒のものを
多数本設けることが好ましい。

「発明の実施例」第１図および第２図には本発明による除塵浄化装置の一
実施例が示されている。通気性の多孔質セラミックスか
らなる濾筒１が互いに平行に多数本配列され、それらの
両端部を水冷管板２に支持されると共に適宜な方法によ
ってシールされている。水冷管板２は水流入口３および
水流出口４を有する。この実施例の場合、水冷管板２に
よって支持された濾筒１の群が水冷管板２を介して上下
方向に５段配設されている。そして、上下方向に対応す
る各濾筒ｌは、水冷管板２の位置において上下に連通さ
れ、上下方向に長く延びる管を構成している。また、外
周を囲む缶壁５には、水冷管板２によって分割された各
段に対応して、清浄ガス出口６が設けられている。さら
に、最上部の水冷管板２には、含塵ガス人ロアを有する
ヘッダー８が取付けられている。また、最下部の水冷管
板２には、ダストホッパー８が取付けられている。

この実施例の場合、各濾筒ｌは、平均孔径３０ｐＬｍの
コージェライト系のセラミックスからなり、、外径１７
０ｍｍ　、内径１４０　ａｍ、壁の厚み１５＋ａｍ、長
さ２ｍとされている。また、濾筒ｌの壁の外周に白金糸
酸化触媒が塗布されて担持されている。そして、水冷管
板２によって分割された各段には、２３木の濾筒が互い
に平行に配列されている。さらに、上下に５段連結され
ることにより、連結された濾筒１の上下方向の長さは全
体で１０ｍとなっている。

この除塵浄化装置においては、含塵ガスＧが含塵ガス入
ロアから送入され、ヘッダー８内を通って各濾筒１内に
流入する。そして、濾筒ｌの壁を通過する際に、濾筒ｌ
の壁の内面においてダストが捕集される。この場合、大
きなダストは慣性と重力により下方に落下し、ダストホ
ッパー８に集められる。また、小さなダストも多くは凝
集して下方に落下するが、小さなダストの一部は濾筒ｌ
の内面に堆積し、ガスの通過圧損を増大させる。

しかし、これは定期的に逆洗をすることにより、取除く
ことができる。逆洗は、清浄ガス人口６がら空気や窒素
ガスを逆流圧送し、濾筒ｌの内面に堆積したダストを払
い落すことによりなされる。

この除塵浄化装置では、水冷管板２により上下方向に５
室に分割されているので、逆洗は装置の運転中に各室順
次行なうことができる。さらに、含塵ガスＧは、濾筒ｌ
の壁を内側から外側に通過する際に、濾筒１の外周に担
持された白金系酸化触媒に接触し、含有されている炭化
水素や一酸化炭素などが酸化されて脱臭される。この除
塵浄化装置では、白金系酸化触媒が濾筒１の外周に担持
されているので、ダストに埋設されて触媒作用が弱めら
れることはない。こうして、得られた清浄ガスＧ°は、
清浄ガス出口６から流出する。

この除塵浄化装置を製鋼工場における電気炉スクラップ
予熱後の排ガスに適用した場合、前述したようにバッチ
処理であるため、排ガスの温度は５０〜８００℃まで変
化する。しかし、この除塵浄化装置では、濾筒１の壁の
厚みが１５層層とされているので蓄熱作用があり、排ガ
ス温度が短時間１００℃あるいはそれ以下となっても、
濾筒ｌの壁を通過するガスの温度は２４０℃以上に保つ
ことができ、触媒の活性は低下しない。

なお、上記実施例は、約３２００　Ｎｒｎ”／ｈのガス
処理量で、濾筒１の壁のガス通過実流速が約３ｃｍ／ｓ
となるように設計されたものであるが、ガス量やガス温
度により、濾筒１の長さ、本数、上下方向の段数などを
適宜変更することが好ましい。また、ガス温度、シール
構造の工夫などにより、水冷管板２を水冷としないでコ
ストダウンさせることも可能である。

第３図には本発明による除塵浄化装置の他の実施例が示
されている。この実施例では、通気性の多孔質セラミッ
クスからなる濾筒１が互いに平行に多数本配列され、そ
れらの両端部を水冷されてない管板２′に支持されると
共に適宜な方法によってシールされている。上部の管板
２“には、含塵ガス入ロアおよびバーナ１０を有するヘ
ッダー８が取付けられている。また、下部の管板２“に
は、ダストホッパー８が取付けられている。そして、外
周を囲む缶壁５には清浄ガス出口６が形成されている。

さらに、各濾筒１の外周には白金系酸化触媒が担持され
ている。なお、この実施例では、濾筒１は、平均孔径２
０延腸のコージェライト系セラミックスからなり、外径
８３ｍｍ、内径４３ｍｍ、壁の厚み１０ｍｍ、長さ２４
００ｍｍとされており、横方向に１４本平行に配列され
ている。

この除塵浄化装置をディーゼルエンジンなどの排ガスに
適用する場合、排ガスは含塵ガス人ロアから送入され、
ヘッダー９内を通って各濾筒１内に流入する。そして、
各濾筒１の壁を通過する際に、未燃焼のカーボン粒子が
濾筒１の内面で捕集される。カーボン粒子の多くは下方
に落下してダストホッパー９に集められ、カーボン粒子
の残りは濾筒ｌの内面に堆積する。また、排ガスが濾筒
１の壁を通過する際、濾筒１の外周に担持された白金系
酸化触媒により、含有されている未燃焼の炭化水素や一
酸化炭素などが酸化されて脱臭される。こうして得られ
た清浄ガスは、清浄ガス出口６より流出する。この実施
例の場合、例えば１００馬力のディーゼルエンジンの排
ガスを導入したとき、カーボン粒子をほぼ１００％捕捉
することができ、排ガスの有する臭気を感ぜられない程
度まで脱臭することができる。そして、カーボン粒子が
濾筒１の内面に堆積し、排ガスの圧損が一定値以上とな
ったときは、バーナ１０を燃焼させて高温ガスを送り、
堆積したカーボン粒子を自燃させることにより除去する
ことができる。この場合、堆積したカーボン粒子は短時
間で燃焼するので、濾筒１の外周に担持された白金系酸
化触媒が作用を阻害されることはない。また、濾筒１の
壁の厚みが１０ｍｍとされているので、カーボン粒子が
自燃するときに壁が溶けてしまうという問題も生じない
。

さらに、ディーゼルエンジンなどの排ガスをこの除塵浄
化装置に通すことにより、優れた消音効果も得られる。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、通気性を有する
多孔質セラミックスからなる濾筒に含塵ガス中の有害成
分を無害化する触媒が担持されているので、含塵ガスか
らダストを除去できると共に、ガス中に含まれる有害成
分を触媒によって無害化することができる。また、濾筒
の壁の厚みが３ｍｍ以上とされているので、含塵ガスの
温度が変動しても濾筒の蓄熱作用により、触媒の活性を
良好に保つことができる。さらに、濾筒に堆積したダス
トを自燃させて消失させるような場合に、濾筒の壁が溶
けてしまう虞れもない。

さらに、濾筒の上下端が開放されているので、捕集され
た粉塵の多くが落下する。したがって、従来技術の如く
、濾筒の一端が交互に閉塞されているものにあっては、
捕集されたカーボン粒子の全てを再燃する必要があって
、触媒や濾筒に対して過酷な耐熱性が要求されるが、本
発明ではかかる負荷も軽減される。また、電気炉スクラ
ップ予熱装置からの排ガスなどにあっては不燃性のダス
トもかなり含まれていて、閉塞端を有する濾筒ではこれ
らが蓄積してくるが、本発明のように上下端を開放する
ことにより、かかる問題も回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による除塵浄化装置の一実施例を示す縦
断面図、第２図は同除塵浄化装置の平面図、第３図は本
発明による除塵浄化装置の他の実流側を示す縦断面図で
ある。図中、ｌは濾筒、２は水冷管板、２′は水冷されてない
管板、５は缶壁、８は清浄ガス出口、７は含塵ガス入口
、８はへラダー、８はダストホッパー、Ｇは含塵ガス、
Ｇｏは清浄ガスである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）通気性を有する多孔質セラミックス製の濾筒の一
方の面より含塵ガスを送入し、上記濾筒の壁を通過させ
て他方の面より清浄ガスを取出す除塵浄化装置において
、上記濾筒に上記含塵ガス中の有害成分を無害化する触
媒が担持され、かつ、上記濾筒の壁の厚みが３ｍｍ以上
とされていることを特徴とする除塵浄化装置。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記触媒は前記
濾筒の前記含塵ガスが清浄化されて流出する側の面に担
持されている除塵浄化装置。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
記触媒は酸化触媒である除塵浄化装置。
（４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一
において、前記含塵ガスが前記濾筒の内側に送入される
除塵浄化装置。
（５）特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか一
において、前記濾筒は平均孔径５０μｍ以下の多孔質セ
ラミックスからなる除塵浄化装置。