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JP2009113014A - Bag filter structure - Google Patents

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JP2009113014A
JP2009113014A JP2007292355A JP2007292355A JP2009113014A JP 2009113014 A JP2009113014 A JP 2009113014A JP 2007292355 A JP2007292355 A JP 2007292355A JP 2007292355 A JP2007292355 A JP 2007292355A JP 2009113014 A JP2009113014 A JP 2009113014A
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JP
Japan
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nozzle
backwash
bag filter
pulse jet
dust
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Withdrawn
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JP2007292355A
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Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Sonoda
圭介 園田
Norichika Kai
徳親 甲斐
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
    • B01D46/70—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter
    • B01D46/71—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter with pressurised gas, e.g. pulsed air
    • B01D46/715—Using pressurized gas at supersonic velocities

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide bag filter structure wherein required shaking-off performance of soot and dust can be secured by allowing an air supply source of pulse jet for backwashing to be flexibly adjusted without performing a change in capacity accompanying the property of the soot and dust. <P>SOLUTION: The bag filter structure has a nozzle 30 for backwashing a bag filter, jetting backwashing pulse jet to a filter cloth structure set in a dust collection chamber, wherein the nozzle 30 for backwashing is a supersonic nozzle. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえば発電プラントや産業用燃焼設備の排煙煤塵処理等に用いられる逆洗ノズルを備えたバグフィルタ構造に関する。   The present invention relates to a bag filter structure provided with a backwash nozzle used in, for example, a flue gas / dust treatment of a power plant or an industrial combustion facility.

従来、石炭焚きや重油焚き等の発電プラント、焼却炉等の産業用燃焼設備においては、燃焼により発生する燃焼排ガス中の排煙煤塵を処理するため、パルスジェット逆洗方式のろ布構造体を備えたバグフィルタが使用されている。このようなバグフィルタに用いられるろ布構造体は、骨格部材の外周をろ布（ろ材）で覆った構成とされ、従来より円形断面や長円形断面を有する筒状のものが使用されている。すなわち、ろ布構造体は、燃焼排ガス中の排煙煤塵を外面ろ過することにより除去するものであり、ろ布の外面側から流入した燃焼排ガスがろ布を通過する際に、ろ布を通過できない排煙煤塵がろ布外表面に残って堆積し、ろ布を通り抜けた燃焼排ガスのみがろ布構造体の内部を通って排出される。   Conventionally, in industrial combustion equipment such as coal-fired and heavy oil-fired power plants, incinerators, etc., in order to treat the flue gas dust in the combustion exhaust gas generated by combustion, a pulse jet backwash filter fabric structure is used. The provided bug filter is used. The filter cloth structure used for such a bag filter has a structure in which the outer periphery of the skeleton member is covered with a filter cloth (filter medium), and a cylindrical one having a circular cross section or an oval cross section has been used conventionally. . That is, the filter cloth structure removes the flue gas dust in the combustion exhaust gas by filtering the outer surface, and passes through the filter cloth when the combustion exhaust gas flowing from the outer surface side of the filter cloth passes through the filter cloth. Unusable flue gas dust remains on the outer surface of the filter cloth and accumulates, and only the combustion exhaust gas passing through the filter cloth is discharged through the inside of the filter cloth structure.

パルスジェット逆洗方式のバグフィルタ構造においては、たとえば図５及び図６に示すように、ろ布構造体１のろ布２に堆積した排煙煤塵を払い落とす逆洗時にパルスジェット（空気流）を発生させる逆洗ノズル３として、音速ノズルが採用されている。この逆洗ノズル３は、パルスジェットを供給する逆洗配管４に単純な円筒形状ノズル（内径ｄａ）を取り付けたもであるから、パルスジェットの流速は、逆洗配管４内の流速から加速されても音速が限界となる。   In the bag filter structure of the pulse jet backwashing system, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, the pulse jet (air flow) at the time of backwashing to remove the smoke dust accumulated on the filter cloth 2 of the filter cloth structure 1. A sonic nozzle is employed as the backwash nozzle 3 for generating the above. Since the backwash nozzle 3 has a simple cylindrical nozzle (inner diameter da) attached to the backwash pipe 4 for supplying the pulse jet, the flow velocity of the pulse jet is accelerated from the flow speed in the backwash pipe 4. Even the speed of sound is the limit.

また、従来のパルスジェット逆洗方式においては、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、逆洗ノズル３から噴射されたパルスジェットがろ布構造体１の内部に導かれる流路には、パルスジェットの流速を増すため、必要に応じてエジェクタ５，５Ａ，５Ｂが設けられている。なお、（ｂ）に示すエジェクタ５は、ろ布構造体１の内部入口部分に設置した例、（ｃ）に示すエジェクタ５Ａは、逆洗ノズル３側に固定してろ布構造体１の外部に設置した例、そして、（ｄ）に示すエジェクタ５Ｂは、ろ布構造体１に固定して外部に設置した例である。   Further, in the conventional pulse jet backwashing method, as shown in FIGS. 6A to 6D, the pulse jet ejected from the backwash nozzle 3 is introduced into a flow path guided into the filter cloth structure 1. In order to increase the flow velocity of the pulse jet, ejectors 5, 5A, 5B are provided as necessary. In addition, the ejector 5 shown to (b) is installed in the inner entrance part of the filter cloth structure 1, and the ejector 5A shown to (c) is fixed to the backwash nozzle 3 side and is outside the filter cloth structure 1. An example of installation and an ejector 5B shown in (d) are examples in which the filter cloth structure 1 is fixed and installed outside.

また、ろ布に蓄積した煤塵を容易に払い落とすバグフィルタに関する従来技術として、ろ布の外面に多孔質膜を積層した構成が開示されている。（たとえば、特許文献１参照）
特開２００５−１５２８５０号公報 Moreover, the structure which laminated | stacked the porous film on the outer surface of a filter cloth is disclosed as a prior art regarding the bag filter which removes the dust accumulated on the filter cloth easily. (For example, see Patent Document 1)
JP 2005-152850 A

ところで、上述した従来のろ布構造体においては、煤塵の性状が変わるなどしてろ布表面に堆積する煤塵負荷が大きくなる場合、逆洗時におけるパルスジェットの運動エネルギー増加（流量増加や空気圧増加）やパルスジェット間隔の短縮などにより、煤塵の払い落とし性を向上させることになる。
しかし、バグフィルタを用いる実際のプラント等においては、使用可能なパルスジェットの空気量に制限を受けたり、あるいは、パルスジェットを供給する空気源の能力不足が問題となる場合がある。 By the way, in the above-described conventional filter cloth structure, when the dust load accumulated on the filter cloth surface is increased due to the change in the dust characteristics, the kinetic energy of the pulse jet during backwashing (flow rate increase or air pressure increase) As a result, the dust jettability will be improved.
However, in an actual plant or the like that uses a bag filter, there are cases where there is a limit to the amount of air available for the pulse jet, or there is a problem of insufficient capacity of the air source that supplies the pulse jet.

このような背景から、逆洗時におけるパルスジェットの空気供給源については、煤塵の性状に伴う容量変更をしなくても柔軟に対応して必要な払い落とし性能を確保できるバグフィルタ構造が望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、逆洗時におけるパルスジェットの空気供給源が、煤塵の性状に伴う容量変更をしなくても柔軟に対応して必要な払い落とし性能を確保できるバグフィルタ構造を提供することにある。 Against this background, a pulse filter air supply source during backwashing is desired to have a bag filter structure that can flexibly respond to the required dusting performance without changing the capacity associated with dust properties. .
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose of the present invention is to flexibly handle the air supply source of the pulse jet at the time of backwashing without changing the capacity accompanying the property of dust. The object of the present invention is to provide a bug filter structure that can ensure the required payout performance.

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明のバグフィルタ構造は、集塵室内に設置されたろ布構造体に逆洗用のパルスジェットを噴射するバグフィルタの逆洗ノズルを備えたバグフィルタ構造において、前記逆洗ノズルを超音速ノズルとしたことを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The bag filter structure of the present invention is a bag filter structure having a bag filter backwash nozzle that injects a pulse jet for backwashing onto a filter cloth structure installed in a dust collection chamber, wherein the backwash nozzle is a supersonic nozzle. It is characterized by that.

このようなバグフィルタ構造によれば、逆洗ノズルを超音速ノズルとしたので、同一の空気量に対する運動エネルギを増加させることができる。すなわち、逆洗時のパルスジェットが超音速ノズルから噴射されるので、同じ空気量でも大きな運動エネルギにより煤塵を払い落とすことができる。   According to such a bag filter structure, since the backwash nozzle is a supersonic nozzle, it is possible to increase the kinetic energy for the same amount of air. That is, since the pulse jet at the time of backwashing is ejected from the supersonic nozzle, dust can be removed with a large amount of kinetic energy even with the same amount of air.

上述した本発明によれば、超音速ノズルからパルスジェットを噴射することにより、同一の空気量でも運動エネルギが増加して煤塵を確実に効率よく払い落とすことができる。
従って、逆洗時におけるパルスジェットの空気供給源については、煤塵の性状に伴う容量変更をしなくても柔軟に対応できるようになるので、バグフィルタ及びバグフィルタを使用するプラントの設計自由度やコスト低減に大きな効果を奏する。 According to the present invention described above, by jetting a pulse jet from a supersonic nozzle, kinetic energy increases even with the same amount of air, and dust can be reliably and efficiently removed.
Therefore, the air supply source of the pulse jet at the time of backwashing can be flexibly dealt with without changing the capacity accompanying the properties of the dust, so the degree of freedom in designing the bag filter and the plant using the bag filter It has a great effect on cost reduction.

以下、本発明に係るバグフィルタ構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図５に示すバグフィルタ構造において、バグフィルタ１０は、集塵室１１の下部に燃焼排ガスを導入する入口流路１２が接続され、上部に排煙煤塵除去後（ろ過後）の燃焼排ガスを排出する出口流路１３が接続されている。また、集塵室１１の下端部には、逆洗により払い落とした排煙煤塵を排出させる排出流路１４が設けられており、この排出流路１４には開閉弁１５が取り付けられている。 Hereinafter, an embodiment of a bag filter structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the bag filter structure shown in FIG. 5, the bag filter 10 is connected to an inlet passage 12 for introducing combustion exhaust gas at the lower part of the dust collecting chamber 11, and discharges the combustion exhaust gas after removal of the smoke and dust (after filtration) at the upper part. The outlet flow path 13 is connected. In addition, a discharge passage 14 for discharging the smoke and dust removed by backwashing is provided at the lower end of the dust collection chamber 11, and an open / close valve 15 is attached to the discharge passage 14.

集塵室１１の内部には、上下方向に長い筒状のろ布構造体１が設置されている。このろ布構造体１は、格子状とした骨格部材の外周を覆うように被せたろ布の外面側から内面側へ向けて燃焼排ガスを通過させることで、燃焼排ガス中に含まれている排煙煤塵を除去するフィルタ機能を有している。
また、集塵室１１内に設置されたろ布構造体１の上部には、逆洗用のパルスジェット（エア等のガス流）を供給する逆洗配管４が設けられている。この逆洗配管４には、逆洗時に開く開閉弁６と、ろ布構造体１の内面側へパルスジェットを噴出させる逆洗ノズル３０とが設けられている。 Inside the dust collection chamber 11, a tubular filter cloth structure 1 that is long in the vertical direction is installed. The filter cloth structure 1 allows the flue gas contained in the flue gas to pass through by passing the flue gas from the outer surface side to the inner surface side of the filter cloth covered so as to cover the outer periphery of the lattice-shaped skeleton member. Has a filter function to remove dust.
In addition, a backwash pipe 4 for supplying a backwash pulse jet (a gas flow such as air) is provided above the filter cloth structure 1 installed in the dust collection chamber 11. The backwash pipe 4 is provided with an on-off valve 6 that opens at the time of backwashing and a backwash nozzle 30 that ejects a pulse jet to the inner surface side of the filter cloth structure 1.

ここで使用する逆洗ノズル３０は、超音速ノズル（先細末広ノズル）である。この逆洗ノズル（超音速ノズル）３０は、図１に示すように、逆洗配管４から分岐したノズル入口部３１から最小径ｄのスロート３２まで徐々に縮径した後、ノズル出口部３３まで緩やかに拡径する断面形状を有している。
このような逆洗ノズル３０を用いて逆洗用のパルスジェットを超音速まで加速することにより、パルスジェットの使用空気量（質量流量）を従来の逆洗ノズル（音速ノズル）３と同じ（ｄ＝ｄａ）にした場合には、パルスジェットの運動エネルギを増加させることができる。 The backwash nozzle 30 used here is a supersonic nozzle (tapered wide nozzle). As shown in FIG. 1, the backwash nozzle (supersonic nozzle) 30 is gradually reduced in diameter from the nozzle inlet portion 31 branched from the backwash pipe 4 to the throat 32 having the minimum diameter d, and then to the nozzle outlet portion 33. It has a cross-sectional shape that gradually increases in diameter.
By using such a backwash nozzle 30 to accelerate the backwash pulse jet to supersonic speed, the amount of air used (mass flow rate) of the pulse jet is the same as that of the conventional backwash nozzle (sound nozzle) 3 (d = Da), the kinetic energy of the pulse jet can be increased.

図２は、逆洗空気量（質量流量）を一定（ｄ＝ｄａ）とした場合について、超音速ノズルとした逆洗ノズル３０のノズル出口マッハ数を横軸とし、ノズル出口の運動エネルギの関係（倍率）を縦軸に示している。この図によれば、ノズル出口マッハ数が大きくなればなるほど、運動エネルギの倍率が大きくなっていることが分かる。すなわち、マッハ数が１の場合における運動エネルギを１とすれば、たとえばマッハ数を２まで高めることにより運動エネルギが１．６倍程度まで大きくなっている。   FIG. 2 shows the relationship between the nozzle outlet Mach number of the backwash nozzle 30 that is a supersonic nozzle and the kinetic energy at the nozzle outlet when the backwash air amount (mass flow rate) is constant (d = da). (Magnification) is shown on the vertical axis. According to this figure, it can be seen that the greater the nozzle exit Mach number, the greater the kinetic energy magnification. That is, if the kinetic energy is 1 when the Mach number is 1, the kinetic energy is increased to about 1.6 times by increasing the Mach number to 2, for example.

また、図３は、超音速ノズルとした逆洗ノズル３０の運動エネルギを一定とした場合について、逆洗ノズル３０のノズル出口マッハ数を横軸とし、逆洗空気量（質量流量）の関係（倍率）を縦軸に示している。この図によれば、ノズル出口マッハ数が大きくなればなるほど、逆洗空気量の倍率が小さくなっていることが分かる。すなわち、マッハ数が１の場合における逆洗空気量を１とすれば、たとえばマッハ数を３まで高めることで逆洗空気量が半分（０．５倍）程度まで小さくなっている。   FIG. 3 shows the relationship between the backwash air amount (mass flow rate) and the horizontal axis of the nozzle exit Mach number of the backwash nozzle 30 when the kinetic energy of the backwash nozzle 30 as a supersonic nozzle is constant. (Magnification) is shown on the vertical axis. According to this figure, it can be seen that the larger the nozzle outlet Mach number, the smaller the magnification of the backwash air amount. That is, if the backwash air amount is 1 when the Mach number is 1, the backwash air amount is reduced to about half (0.5 times) by increasing the Mach number to 3, for example.

このように、逆洗ノズル３０に超音速ノズルを採用することにより、パルスジェットの空気量を同一にすれば運動エネルギを増すことができ、あるいは、パルスジェットの運動エネルギを一定にすればパルスジェットの空気使用量が減少する。
この結果、上述した逆洗ノズル３０は、パルスジェットの空気使用量を同一にして出口マッハ数を増すことにより、パルスジェットの運動エネルギが増加するので、煤塵の払い落とし性を向上させることができる。従って、ろ布構造体１のろ布に堆積した排煙煤塵は、逆洗により効率よく確実に除去されるので、バグフィルタの圧力損失を低減することができ、プラントの運転動力低減や逆洗実施回数の低減（逆洗空気量の低減）等が可能となる。 In this way, by adopting a supersonic nozzle as the backwash nozzle 30, the kinetic energy can be increased if the amount of air in the pulse jet is the same, or the pulse jet can be increased if the kinetic energy of the pulse jet is made constant. Reduces air usage.
As a result, the above-described backwash nozzle 30 increases the kinetic energy of the pulse jet by making the air consumption of the pulse jet the same and increasing the outlet Mach number. . Accordingly, the smoke exhaust dust accumulated on the filter cloth of the filter cloth structure 1 is efficiently and surely removed by backwashing, so that the pressure loss of the bag filter can be reduced, and the operation power of the plant can be reduced or backwashed. It is possible to reduce the number of implementations (reduction of backwash air amount).

このように、上述した本発明によれば、超音速ノズルの逆洗ノズル３０からパルスジェットを噴射することにより、同一の空気量でも運動エネルギを増加させたり、あるいは、同じ運動エネルギを少ない空気量で確保できるようになるので、煤塵を確実に効率よく払い落とすことができる。従って、逆洗時におけるパルスジェットの空気供給源は、煤塵の性状に伴う容量変更をしなくても柔軟に対応できるようになり、バグフィルタ１及びバグフィルタ１を使用するプラントの設計自由度やコスト低減に有効である。すなわち、バグフィルタ１を用いる実際のプラント等においては、使用可能なパルスジェットの空気量に制限を受けたり、あるいは、パルスジェットを供給する空気源の能力不足の問題が解消されることとなる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。 Thus, according to the present invention described above, by jetting a pulse jet from the backwash nozzle 30 of the supersonic nozzle, the kinetic energy is increased even with the same amount of air, or the same amount of kinetic energy is reduced. So that dust can be removed with certainty and efficiency. Therefore, the air supply source of the pulse jet at the time of backwashing can be flexibly dealt with without changing the capacity accompanying the properties of the dust, and the design freedom of the plant using the bag filter 1 and the bag filter 1 Effective for cost reduction. That is, in an actual plant or the like that uses the bag filter 1, the problem of insufficient capacity of the air source that supplies the pulse jet is limited or the air amount of the pulse jet that can be used is limited.
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.

本発明に係るバグフィルタ構造の一実施形態として、逆洗ノズル断面形状及びその取付構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the backwash nozzle cross-sectional shape and its attachment structural example as one Embodiment of the bag filter structure which concerns on this invention. 逆洗空気量（質量流量）を一定とした場合について、横軸に逆洗ノズルのノズル出口マッハ数、縦軸にノズル出口の運動エネルギの倍率を示した図である。When the backwash air amount (mass flow rate) is constant, the horizontal axis represents the nozzle exit Mach number of the backwash nozzle, and the vertical axis represents the magnification of the kinetic energy of the nozzle exit. 運動エネルギを一定とした場合について、横軸に逆洗ノズルのノズル出口マッハ数、縦軸に逆洗空気量（質量流量）の倍率を示した図である。When the kinetic energy is constant, the horizontal axis represents the nozzle outlet Mach number of the backwash nozzle, and the vertical axis represents the magnification of the backwash air amount (mass flow rate). バグフィルタの構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of a bag filter. 従来の逆洗ノズルについて、断面形状及びその取付構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-sectional shape and the example of its attachment structure about the conventional backwash nozzle. 従来のパルスジェット逆洗方式を示す図で、（ａ）はエジェクタなしの構成例、（ｂ）はろ布構造体１の内部入口部分にエジェクタを設置した例、（ｃ）は逆洗ノズル側に固定してろ布構造体の外部にエジェクタを設置した例、（ｄ）はろ布構造体に固定して外部にエジェクタを設置した例である。It is a figure which shows the conventional pulse jet backwashing system, (a) is a structural example without an ejector, (b) is an example in which an ejector is installed at the inner inlet portion of the filter cloth structure 1, and (c) is on the backwashing nozzle side. An example in which the ejector is fixed and installed outside the filter cloth structure, (d) is an example in which the ejector is fixed to the filter cloth structure and installed outside.

符号の説明Explanation of symbols

１ ろ布構造体
２ ろ布
３，３０ 逆洗ノズル
４ 逆洗配管
１０ バグフィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filter cloth structure 2 Filter cloth 3,30 Backwash nozzle 4 Backwash piping 10 Bag filter

Claims (1)

集塵室内に設置されたろ布構造体に逆洗用のパルスジェットを噴射するバグフィルタの逆洗ノズルを備えたバグフィルタ構造において、
前記逆洗ノズルを超音速ノズルとしたことを特徴とするバグフィルタ構造。 In the bag filter structure provided with the backwash nozzle of the bag filter that injects a pulse jet for backwashing to the filter cloth structure installed in the dust collection chamber,
A bag filter structure characterized in that the backwash nozzle is a supersonic nozzle.
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