燃焼排ガス温度をプロセス制御手段として用いる濾過バッグハウスでの石炭火力発電所からの水銀捕獲
【課題】燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去システムを提供する。
【解決手段】システム１０及び関連方法１００を提供する。本システム１０は、流れが通ると水銀などの物質を流れから除去する濾過配置１２を備える。本システム１０は、濾過配置１２の下流の流れ中の水銀レベルを感知し、感知した水銀レベルを示すシグナル８８を与えるセンサ配置８４を備える。本システム１０は、感知した水銀レベルを示すシグナル８８に応じて濾過配置１２に進入する燃焼排気の温度を変更する調節可能な温度制御配置９０を備える。
【解決手段】システム１０及び関連方法１００を提供する。本システム１０は、流れが通ると水銀などの物質を流れから除去する濾過配置１２を備える。本システム１０は、濾過配置１２の下流の流れ中の水銀レベルを感知し、感知した水銀レベルを示すシグナル８８を与えるセンサ配置８４を備える。本システム１０は、感知した水銀レベルを示すシグナル８８に応じて濾過配置１２に進入する燃焼排気の温度を変更する調節可能な温度制御配置９０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に空気濾過、特に優れたフライアッシュ及び／又は水銀排出制御を実現する空気濾過に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気フィルターは、公知であり、石炭火力ボイラーなどの燃焼装置に付随する濾過配置内に用いられる。空気フィルターは、燃焼排気からフライアッシュなどの粒状物質を濾過することができる。
【０００３】
ある種の燃焼燃料、例えば石炭は水銀（Ｈｇ）を含有することが知られている。燃焼装置から出、空気フィルターを通り抜ける水銀の量を制御することが望ましい。また、水銀を捕捉して燃焼排気から水銀を除去する効率を上げるために、活性炭などの吸着剤を燃焼排気ガス中に添加することが知られている。しかし、吸着剤の使用に関しては、いくつかの好ましくない問題、例えば吸着剤の取得コストが派生する。
【０００４】
水銀を捕捉する一般的な要求に加えて、水銀の捕捉に影響を与える水銀の濃度の変動及び／又はその他の変動にかかわらず水銀を捕捉したいという要求もある。水銀の捕捉に影響を与えるこのような他の変動の例には、燃焼排気中のフライアッシュ、燃焼排気中のガス化学、燃焼排気ガス流量、濾材の状態（例えば、濾材の劣化）、ダストケーク堆積などの変化がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５５０５７６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
所望の方法で水銀捕捉を制御することができれば有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
下記の発明の概要は、本発明のいくつかの態様を基本的に理解するためのものである。この概要は本発明の包括的全体図ではない。さらに、この概要は、本発明の必須の構成要素を特定するものでも、本発明の範囲を定めるものでもない。この概要は後述する詳細な説明の序文として、本発明のいくつかの概念を単純化した形で示すことを目的としているだけである。
【０００８】
１つの態様では、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去システムを提供する。本システムは、流れが通ると水銀などの物質を流れから除去する濾過配置を備える。本システムは、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ配置を備える。本システムは、流れから除去する水銀の量を変更するために、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する調節可能な温度制御配置を備える。
【０００９】
別の態様では、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去システムを提供する。本システムは、通過する流れから水銀などの物質を除去する濾過手段を備える。本システムは、濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ手段を備える。本システムは、流れから除去する水銀の量を変更するために、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過手段に進入する燃焼排気の温度を変更する温度制御手段を備える。
【００１０】
他の態様では、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去方法を提供する。本方法では、濾過配置を通過する流れから水銀などの物質を除去するために濾過配置で流れを濾過する。本方法では、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与える。本方法では、流れから除去する水銀の量を変更するために、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の上記その他の態様は添付図面を参照して以下の説明を読むことで、当業者に明らかになるであろう。
【図１】本発明の少なくとも１つの態様を組み入れた濾過システムの例の線図である。
【図２】図１のシステム内で用いることができるフィルターカートリッジの１例の側面図である。
【図３】図２の線３−３に沿ったフィルターカートリッジの拡大断面図であり、粒状物質の堆積を示す。
【図４】図３の線４−４に沿ったフィルターカートリッジの拡大断面図である。
【図５】本発明の１つの態様にしたがった方法の１例の概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の１つ以上の態様を組み入れた実施形態の例を図に示し、説明する。これら図示の例は本発明を限定するものではない。例えば、本発明の１つ以上の態様は別の実施形態及び別の種類の装置にも使用することができる。さらに、いくつかの用語は、本明細書で便宜的に用いられているだけであり、本発明の限定と解釈すべきでない。またさらに、図面において、同じ要素には同じ参照番号を用いる。
【００１３】
図１に燃焼排気を処理するシステム１０、特に燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀（Ｈｇ）除去を実現するシステム１０を模式的に示す。燃焼源からの燃焼排気は粒状物質を含有する。図示例は、燃焼排気から粒子を濾過する濾過配置１２を備える。粒子は通常フライアッシュと呼ばれる物質を含有する。
【００１４】
図示例では、濾過配置１２はバッグハウス（ｂａｇｈｏｕｓｅ）１４を有する。バッグハウス１４は、密閉ハウジング１６により画成することができ、汚染空気プレナム１８及び浄化空気プレナム２０の２つのセクションに分けることができる。汚染空気プレナム１８及び浄化空気プレナム２０は、互いに流体連通しており、壁、仕切りなどの管板（ｔｕｂｅｓｈｅｅｔ）２２により分離できる。汚染空気プレナム１８は、汚染空気入口２６と流体連通しており、燃焼排気流れが汚染空気入口２６を通してバッグハウス１４に入る。浄化空気プレナム２０は、浄化空気出口２８と流体連通しており、濾過後の空気が浄化空気出口２８を通してバッグハウス１４から出る。
【００１５】
汚染空気プレナム１８と浄化空気プレナム２０は、管板２２に形成した１つ又は２つ以上の円形開口部を介して流体連通になるように配置することができる。それぞれの開口部は、フィルターカートリッジ３０を受け入れ、保持する寸法にできる。図１では、フィルターカートリッジ３０を管板２２に挿入することを示すのに、図示したフィルターカートリッジ３０のうち２つを管板２２から持ち上げてある。管板２２は管板からの空気の通過を防ぐ。その代わりに、空気はフィルターカートリッジ３０を通って汚染空気プレナム１８から浄化空気プレナム２０に移動することができる。なお、濾過配置１２は変更することができ、特にバッグハウス１４は変更することができる。したがって、この例を本発明の限定と解釈すべきでない。特に、フィルターカートリッジを示すが、本発明の１つの態様の別の種類のフィルターを用いてもよい。また、フィルターカートリッジ３０を６つだけ示すが、濾過配置１２は、任意の数（即ち、１つ又は２つ以上）のフィルターカートリッジ３０を有することができる。
【００１６】
例示のフィルターカートリッジ３０は通常、細長く、実質的に垂直状態で（例えば、長手方向軸に対して）互いに平行に配置できる。フィルターカートリッジ３０は、空気を濾過して燃焼排気から粒状物質、おそらくフライアッシュなどを除去することができる。
【００１７】
図２及び図３に示すように、フィルターカートリッジ３０の代表的な例は、本発明の１つの態様の濾過材４０を有する。図示例では、濾材４０を内側コア４２（図３）の周囲に配置する。内側コア４２は、フィルターカートリッジ３０内部に形成された細長い中心通路４４を画成する。中心通路は中心軸４６に沿って細長い。内側コア４２は、異なる材料、例えば鉄鋼、チタンなどから製造でき、フィルターカートリッジ３０を支持するのに十分な堅さにすることができる。内側コア４２は、開口部があり、それから内側コアを通って空気が通過できる。例えば、内側コア４２は、複数の穿孔、開口、穴などがあり、空気を内側コアの外部から中心通路４４に通過させる。
【００１８】
図示例（図２及び図３）では、濾材４０は通常、内側コア４２を取り囲む管として配置され、複数のプリーツ４８を有する。プリーツ４８は、中心軸４６に平行に細長く、中心軸４６に近づいたり、離れたりするジグザグパターンで延在する。プリーツ折れ目の間のセグメントは本質的に平らなセグメントである。濾材４０は内表面５２及び外表面５４を有する。この実施形態では、内表面５２の一部がプリーツ４８の半径方向内向きの範囲で内側コア４２に係合及び／又は隣接する。したがって、内側コア４２は、平常の濾過流れ時の半径方向内向きの動きから濾材４０を支持することができる。
【００１９】
図示例では、フィルターカートリッジ３０は、濾材４０を所定の位置に保持及び／又は固定するのに用いる１つ又は２つ以上の保持ストラップ５８を有する。例えば、保持ストラップ５８はクリーニングパルス時の半径方向外向きの動きを制限する。このような保持ストラップは、高い引張強さをもついくつかの材料、例えば押出ポリマー、ポリエステル織物、金属、耐熱布などを含有することができる。また、このような保持ストラップは、濾材の周囲のいくつかの場所、例えばフィルターカートリッジの底部と頂部の中心位置に固定することができる。同様に、２つ以上の保持ストラップを設けて濾材を固定することができ、図示例では、２つの保持ストラップを用いる。なお、別の構造がフィルターカートリッジ３０上に存在してもよい。
【００２０】
フィルターカートリッジ３０は、フィルターカートリッジの片端部又は両端部に１つ又は２つ以上のエンドキャップ６２、６４（上部及び下部）を有することができる。エンドキャップ６２、６４は、フィルターカートリッジの片端部からの空気の通過を可能にするか、防止するように働き、流れが濾材４０のみを通ることを確実にして濾過プロセスを助けることができる。当業者に明らかであるように、エンドキャップは、剛性の部材、シール材などとすることができる。また、この例では、下部エンドキャップ６４は完全に閉塞でき、一方、上部エンドキャップ６２は、外周部をシールでき、中心で開口して空気が中心通路４４から外に流れるのを可能にする。
【００２１】
なお、濾材４０は種々の構成／組成をもつことができる。例えば、濾材４０は延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜（メンブレン）の層７６を有することができる。なお、ｅＰＴＦＥ膜層７６は、濾材の別の構造物又は層により支持できる。例えば、濾材は濾材基体層７０を有することができる。濾材基体層７０は種々の材料及び／又は構成を含むことができる。例えば、濾材基体層７０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ガラス繊維などの材料を含有することができる。また、例えば、濾材基体層７０は１つの単一材料層、複数材料層及び／又は他の構造を有することができる。なお、濾材基体層７０が本発明で限定される必要はない。濾過配置１２より捕捉した粒状物質８０の１例は、濾材４０の外表面５４上にある。なお、粒状物質８０’（図１）は通常、濾過配置１２の汚染空気プレナム１８内に堆積し、捕集して処分（例えば、廃棄、販売）することができる。
【００２２】
勿論、図示した濾過配置、フィルター、濾材などは単に１例として示してあることは明らかである。濾過配置、フィルター、濾材などにおいての違いはありうることであり、予想されている。例えば、ラウンドバッグフィルターを用いることができる。別の例として、濾材は追加の異なる材料又は織物を含有してもよい。
【００２３】
なお、濾過配置１２は、少なくともある程度燃焼排気流れから水銀を除去する能力を有する。このような水銀除去能力は、フィルター配置を通る燃焼排気流れからの粒状物質８０（例えば、フライアッシュ）の除去能力と組み合わさっている。水銀除去のメカニズム／方法論の詳細は様々であり、本発明で特に限定される必要はない。水銀除去のメカニズム／方法論の詳細のいくつかの例を以下に示す。
【００２４】
水銀除去のメカニズム／方法論の１例に関連して、燃焼排気中の水銀は普通、元素水銀であることに注目した。このような元素水銀はある従来のタイプのフィルター配置を通過することが可能である。しかし、燃焼排気は通常、塩酸（ＨＣｌ）も含有する。燃焼排気中の塩酸は濾過配置１２のフィルター構成要素（例えば、濾材４０／フィルターカートリッジ３０）で捕集できると考えられる。さらに、塩酸は元素水銀を酸化して塩化第二水銀にすることができると考えられる。
【００２５】
さらに、粒状物質８０の存在が、生成した塩化第二水銀を捕獲する物質をもたらすと考えられる。したがって、水銀は、今や塩化第二水銀の形態となっているので、濾過配置１２内で粒状物質８０で捕捉され、燃焼排気流れから除去される。したがって、濾過配置１２により捕捉される水銀の全量は比較的多い。図１の例は、濾過配置１２の汚染空気プレナム１８内に堆積する捕獲水銀を含む粒状物質８０’の典型的な堆積を示す。
【００２６】
なお、燃焼排気中に吸着剤を導入することが可能である。吸着剤は、水銀を吸収又は捕獲することができる活性炭とすることが多い。このような吸着剤も濾過配置１２によって捕獲されて粒状物質８０の一部となる。この場合も、水銀は捕捉され、燃焼ガス流れから除去される。システム１０の例では、所望により、このような吸着剤を用いることができる。しかし、水銀の流れを止めるメカニズム（即ち、塩化第二水銀の生成及び生成した塩化第二水銀の粒状物質８０による捕獲）があるので、吸着剤の使用を最小限にするかなくすことができる。
【００２７】
なお、濾過配置１２に関するすべての例は、通過する流れから水銀などの物質を除去する濾過手段の例を示す。
【００２８】
濾過配置１２の能力は、流れからの水銀除去のメカニズム／方法論にかかわらず、温度依存する効率（即ち、水銀除去の能力）を有することができる。例えば、濾過配置１２のフィルター構成要素での塩酸の捕集及び／又は塩酸による元素水銀の塩化第二水銀への酸化及び／又は生成した塩化第二水銀の粒状物質８０による捕獲は温度に依存して変化することができると考えられる。換言すれば、濾過配置１２を通る燃焼排気流れの温度は水銀除去の効果に影響を与えることができる。
【００２９】
本発明の１つの態様では、濾過配置１２から出る（即ち、濾過配置１２が水銀を除去する作用をなした後の）流れ中の水銀の濃度（例えば、量）を感知する。水銀連続排出モニタリングシステム（ＨＧ ＣＥＭＳ＝Ｈｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）８４は、水銀を感知するセンサ配置の１例であり、図１の例に模式的に示され、動作可能なように接続８６されて濾過配置１２から出る濾過後の燃焼排気流れを感知する。センサ配置は感知した水銀濃度を示すシグナル８８を出力として与える。
【００３０】
本発明の１つの態様では濾過配置１２に進入する流れ（即ち、燃焼排気を含有する流れ）の温度を変更する。温度を変更するのは、濾過配置１２で起こる水銀除去の効果を変化させるためである。本発明の配置の１つの態様では、温度の変更は、感知した水銀濃度のシグナル８８に応じている。
【００３１】
ＨＧ ＣＥＭＳ８４は濾過配置１２から出る流れ中の水銀の濃度（例えば、量）を検出し、測定することができる１つ又は２つ以上のシステム／センサを有することができる。なお、ＨＧ ＣＥＭＳ８４の特定の場所は本発明で特に限定される必要はなく、したがって、センサ配置は、濾過機能から下流であればどこでも位置させることができる。例えば、ＨＧ ＣＥＭＳ８４は、バッグハウス１４の浄化空気プレナム２０内、バッグハウス１４の外側の独立ユニットとして又は独立ユニットに位置させる（図１の例に示すように）か、流れが進み、最終的に（例えば、煙突又は可能であればさらなる汚染処理装置などの他の装置から）周囲雰囲気に排出される流路にある他の構成要素（図示せず）の下流にも位置させることができる。
【００３２】
シグナル８８は感知した水銀濃度の情報を伝達する。シグナルは任意の形態にすることができる。例えば、シグナルはアナログ又はデジタル電気シグナルとすることができる。シグナルは任意の形式で情報を伝達することができる。例えば、水銀濃度情報は、シグナルの電気的特性（例えば、電流又は電圧）によって表したり、シグナル内の数値表示（例えば、コード）により伝達できる。なお、シグナル８８は模式的に示され、シグナルは配線接続、無線リンク又は他の接続／リンクにより伝達できる。要約すれば、ＨＧ ＣＥＭＳ８４は、濾過配置１２から出る流れ中の水銀の濃度（例えば、量）を測定することができる１つ又は２つ以上のセンサを有することができ、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ手段の例を示す。
【００３３】
本発明の１つ又は２つ以上の態様を示す例として、図１の例示システムは、濾過配置１２に進入する燃焼排気の温度を変更することができる温度制御配置９０を備える。温度制御配置９０は燃焼排気を冷却する１つ又は２つ以上の素子又は構造を有することができ、温度制御配置９０は燃焼排気を加熱する１つ又は２つ以上の素子又は構造を有することができる。かかる素子又は構造は選択的に冷却及び加熱の両方を行うことができる。素子又は構造の特定な詳細が本発明で特に限定される必要はない。
【００３４】
冷却方法の１例では、微細な水ミストを燃焼排気に散布導入する。別の例として、比較的に冷たい周囲空気を導入して燃焼排気と混合する方法がある。燃焼排気を冷却するこのような例は、燃焼排気を冷却する手段の例となる。加熱方法の１例では、電熱コイルを用いて燃焼排気を温める。燃焼排気を加熱するこのような例は、燃焼排気を加熱する手段の例となる。なお、温度調節には冷却又は加熱がある。しかし、通常、燃焼排気の冷却が望ましいアプローチである。
【００３５】
温度制御配置９０は、動作可能なように接続／配置されて感知した水銀濃度を示すシグナル８８をＨＧ ＣＥＭＳ８４から受け取る。温度制御配置９０が引き起こす温度の変更は、感知した水銀濃度を示すシグナル８８に応じている。したがって、より多く（又はより少なく）水銀を捕獲（捕捉）するのが望ましい場合、温度を変更する。前述したように、濾過配置１２での水銀の捕捉は温度に依存する。システム１０は、濾過配置１２のバッグハウス１４に入る汚染燃焼排ガスの温度を、出て行く流れの水銀濃度に応じて調節する自動フィードバックループに設定できる。
【００３６】
なお、温度制御配置９０に関するすべての例は、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する温度制御手段の例を示す。
【００３７】
なお、温度制御配置９０の特定の場所は本発明で特に限定される必要はなく、したがって、温度制御配置９０は、濾過機能の上流であればどこでも位置させることができ、濾過機能と連結させることもできる。例えば、温度制御配置９０は、バッグハウス１４の外側の独立ユニットである（図１の例に示すように）か、バッグハウス内（例えば、汚染空気プレナム内）又は流れが濾過配置１２に向かって進む流路にある他の構成要素（図示せず）の上流にも位置させることができる。
【００３８】
前述したように、粒状物質８０は濾材４０の外表面５４上に堆積する。粒状物質８０の存在が水銀の捕捉を助ける。なお、粒状物質８０は燃焼排気からのフライアッシュを含有することができる。また、粒状物質８０は導入された吸着剤（例えば、活性炭）を含有することもある。このような吸着剤は、図１の例に示していない配置によって投入することができる。なお、粒状物質８０の堆積は、フィルターカートリッジ３０の幾何形状（例えば、プリーツ４８）によるものとすることができる。また、あるフィルター材料（例えば、ｅＰＴＦＥ）は水銀を捕捉する配置の能力を高めることができるのは明らかである。
【００３９】
なお、燃焼排気への吸着剤（例えば、活性炭）の導入、即ち投入により、確かに、水銀の捕獲を助けるという利益を得る可能性があるが、このような吸着剤の導入は何らかの結果をもたらす。特に、導入された吸着剤は、濾過配置１２により捕獲されるフライアッシュと混ざり合うことがある。なお、フライアッシュは燃焼排気の濾過の副生成物として価値がある。例えば、フライアッシュはセメント製造に使用するために販売できる。しかし、フライアッシュ中に吸着剤（例えば、活性炭）が存在すると、結果として、フライアッシュはこのようなセメント製造での使用に望ましくなくなることがある。したがって、活性炭の使用は、フライアッシュの捕集及び販売から生じる収入を低減するという結果になることがある。さらに、活性炭自体の取得コストがある。活性炭の総コストは活性炭の使用量に比例することは容易に理解される。したがって、吸着剤の使用を減らすことが有益である。本発明はこのような利益をもたらすことができる。
【００４０】
吸着剤（例えば、活性炭）を投入しない（即ち、ｅＰＴＦＥ膜層７６の表面領域で塩化第二水銀を捕獲する粒子がフライアッシュだけである）例では、バッグハウス１４に入る燃焼排気を２８０oＦ（約１３８℃）に冷却した場合、約９８％の水銀捕獲割合を達成した。比較として、バッグハウスに入る燃焼排気の代表的な温度はおよそ３４５oＦ（約１７４℃）である。したがって、このような例では、吸着剤の必要性を大幅に減らすか、なくすことも可能である。
【００４１】
また、測定した（モニターした）水銀をフィードバック方式で用いて温度制御配置９０による温度制御を行っているので、温度の調節（即ち、変更）をリアルタイムで行うことができる。特に、燃焼排気の温度を連続的に調節したり、燃焼排気に適用する冷却／加熱を燃焼排気の所望の温度を維持するように調節したりできる。燃焼排気中の水銀は時間が経つにつれて変化する可能性がある。このような水銀変化は１つ又は２つ以上の要因によることがある。このような要因の考えられる例には、燃焼排気中のフライアッシュの量／種類、燃焼排気中のガス化学、燃焼排気ガス流量、濾材の状態（例えば、濾材の劣化）、ダストケーク堆積などの変化がある。本発明の１つの態様は、温度調節により応答性の調節をして水銀捕獲（例えば、燃焼排気の流れからの除去）を変更できることである。温度調節は連続及び／又は反復的に行うことができる。
【００４２】
図５は、本発明の方法１００の１例の概略フロー図である。フロー図は、直線状配列で方法の工程を示すが、実際は工程を連続して、同時に行うことができる。直線状配列表示は、単に理解を容易にする仕方で本方法の工程を示すためのものである。工程１０２で、燃焼排気を濾過配置に通過させる。工程１０４で、濾過後の流れをセンサーにかけて存在する水銀を測定する。工程１０６で、水銀が所望のレベルであるか判定する。感知した水銀が所望のレベルである（工程１０６での判定に対する応答がＹＥＳである）場合、方法１００はループになって工程１０４及び工程１０６を単に繰り返す。しかし、感知した水銀が所望のレベルでない（工程１０６での判定に対する応答がＮＯである）場合、方法１００は、濾過配置に向かって進む燃焼排気の温度を調節する工程１０８に進む。なお、温度調節には、温度下降又は温度上昇がある。また、本方法が他の工程を含むことができ、本工程は下位工程を含んでもよいことは明らかである。
【００４３】
要約すれば、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去システムを提供することができる。本システムは、流れが通ると水銀などの物質を流れから除去する濾過配置を備える。本システムは、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度レベルを感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ配置を備える。本システムは、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する調節可能な温度制御配置を備える。
【００４４】
本システムではさらに、調節可能な温度制御配置が少なくとも燃焼排気を冷却する冷却器を含む及び／又は調節可能な温度制御配置が少なくとも燃焼排気を加熱するヒーターを含むことができる。本システムではさらに、センサ配置が少なくとも濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度であるかを測定するセンサを含み、また調節可能な温度制御配置が、濾過配置での水銀除去が変化し、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度に向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する働きをすることができる。本システムではさらに、濾過配置が少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を含むことができる。
【００４５】
さらに要約すれば、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去システムを提供することができる。本システムは、通過する流れから水銀などの物質を除去する濾過手段を備える。本システムは、濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ手段を備える。本システムは、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過手段に進入する燃焼排気の温度を変更する温度制御手段を備える。
【００４６】
本システムではさらに、温度制御手段が燃焼排気を冷却する手段を含む及び／又は温度制御手段が燃焼排気を加熱する手段を含むことができる。本システムではさらに、センサ手段が、少なくとも濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度であるかを測定するセンサを含み、また調節可能な温度制御手段が、濾過手段での水銀除去が変化し、濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度に向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する働きをすることができる。本システムではさらに、濾過手段が少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を含むことができる。
【００４７】
さらに要約すれば、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去方法を提供することができる。本方法では、濾過配置を通過する流れから水銀などの物質を除去するために濾過配置で流れを濾過する。本方法では、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与える。本方法では、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する。
【００４８】
本方法はさらに、燃焼排気の温度を変更する工程で燃焼排気を冷却することができる。本方法はさらに、燃焼排気の温度を変更する工程で燃焼排気を加熱することができる。本方法はさらに、水銀濃度を感知する工程で、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度であるかを感知し、燃焼排気の温度を変更する工程で、濾過配置での水銀除去が変化し、濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度に向かって変化するように燃焼排気の温度を変更することができる。本方法はさらに、物質を除去するために流れを濾過する工程で少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を通して濾過することができる。
【００４９】
以上、本発明をその実施形態について説明した。本明細書を読み、理解することで種々の変更及び改変を当業者が想起することができる。本発明の１つ以上の態様を取り込んだ実施形態は、特許請求の範囲に入るかぎり、このような変更及び改変のすべてを含むものとする。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 水銀除去システム
１２ 濾過配置
１４ バッグハウス
１６ 密閉ハウジング
１８ 汚染空気プレナム
２０ 浄化空気プレナム
２２ 管板
２６ 汚染空気入口
２８ 浄化空気出口
３０ フィルターカートリッジ
４０ 濾材
４２ 内側コア
４４ 中心通路
４６ 中心軸
４８ プリーツ
５２ 内表面
５４ 外表面
５８ 保持ストラップ
６２、６４ エンドキャップ
７０ 濾材基体層
７６ ｅＰＴＦＥ膜層
８０ 粒状物質
８４ 水銀連続排出モニタリングシステム
８６ 接続
８８ シグナル
９０ 温度制御配置
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に空気濾過、特に優れたフライアッシュ及び／又は水銀排出制御を実現する空気濾過に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気フィルターは、公知であり、石炭火力ボイラーなどの燃焼装置に付随する濾過配置内に用いられる。空気フィルターは、燃焼排気からフライアッシュなどの粒状物質を濾過することができる。
【０００３】
ある種の燃焼燃料、例えば石炭は水銀（Ｈｇ）を含有することが知られている。燃焼装置から出、空気フィルターを通り抜ける水銀の量を制御することが望ましい。また、水銀を捕捉して燃焼排気から水銀を除去する効率を上げるために、活性炭などの吸着剤を燃焼排気ガス中に添加することが知られている。しかし、吸着剤の使用に関しては、いくつかの好ましくない問題、例えば吸着剤の取得コストが派生する。
【０００４】
水銀を捕捉する一般的な要求に加えて、水銀の捕捉に影響を与える水銀の濃度の変動及び／又はその他の変動にかかわらず水銀を捕捉したいという要求もある。水銀の捕捉に影響を与えるこのような他の変動の例には、燃焼排気中のフライアッシュ、燃焼排気中のガス化学、燃焼排気ガス流量、濾材の状態（例えば、濾材の劣化）、ダストケーク堆積などの変化がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５５０５７６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
所望の方法で水銀捕捉を制御することができれば有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
下記の発明の概要は、本発明のいくつかの態様を基本的に理解するためのものである。この概要は本発明の包括的全体図ではない。さらに、この概要は、本発明の必須の構成要素を特定するものでも、本発明の範囲を定めるものでもない。この概要は後述する詳細な説明の序文として、本発明のいくつかの概念を単純化した形で示すことを目的としているだけである。
【０００８】
１つの態様では、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去システムを提供する。本システムは、流れが通ると水銀などの物質を流れから除去する濾過配置を備える。本システムは、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ配置を備える。本システムは、流れから除去する水銀の量を変更するために、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する調節可能な温度制御配置を備える。
【０００９】
別の態様では、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去システムを提供する。本システムは、通過する流れから水銀などの物質を除去する濾過手段を備える。本システムは、濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ手段を備える。本システムは、流れから除去する水銀の量を変更するために、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過手段に進入する燃焼排気の温度を変更する温度制御手段を備える。
【００１０】
他の態様では、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去方法を提供する。本方法では、濾過配置を通過する流れから水銀などの物質を除去するために濾過配置で流れを濾過する。本方法では、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与える。本方法では、流れから除去する水銀の量を変更するために、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の上記その他の態様は添付図面を参照して以下の説明を読むことで、当業者に明らかになるであろう。
【図１】本発明の少なくとも１つの態様を組み入れた濾過システムの例の線図である。
【図２】図１のシステム内で用いることができるフィルターカートリッジの１例の側面図である。
【図３】図２の線３−３に沿ったフィルターカートリッジの拡大断面図であり、粒状物質の堆積を示す。
【図４】図３の線４−４に沿ったフィルターカートリッジの拡大断面図である。
【図５】本発明の１つの態様にしたがった方法の１例の概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の１つ以上の態様を組み入れた実施形態の例を図に示し、説明する。これら図示の例は本発明を限定するものではない。例えば、本発明の１つ以上の態様は別の実施形態及び別の種類の装置にも使用することができる。さらに、いくつかの用語は、本明細書で便宜的に用いられているだけであり、本発明の限定と解釈すべきでない。またさらに、図面において、同じ要素には同じ参照番号を用いる。
【００１３】
図１に燃焼排気を処理するシステム１０、特に燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀（Ｈｇ）除去を実現するシステム１０を模式的に示す。燃焼源からの燃焼排気は粒状物質を含有する。図示例は、燃焼排気から粒子を濾過する濾過配置１２を備える。粒子は通常フライアッシュと呼ばれる物質を含有する。
【００１４】
図示例では、濾過配置１２はバッグハウス（ｂａｇｈｏｕｓｅ）１４を有する。バッグハウス１４は、密閉ハウジング１６により画成することができ、汚染空気プレナム１８及び浄化空気プレナム２０の２つのセクションに分けることができる。汚染空気プレナム１８及び浄化空気プレナム２０は、互いに流体連通しており、壁、仕切りなどの管板（ｔｕｂｅｓｈｅｅｔ）２２により分離できる。汚染空気プレナム１８は、汚染空気入口２６と流体連通しており、燃焼排気流れが汚染空気入口２６を通してバッグハウス１４に入る。浄化空気プレナム２０は、浄化空気出口２８と流体連通しており、濾過後の空気が浄化空気出口２８を通してバッグハウス１４から出る。
【００１５】
汚染空気プレナム１８と浄化空気プレナム２０は、管板２２に形成した１つ又は２つ以上の円形開口部を介して流体連通になるように配置することができる。それぞれの開口部は、フィルターカートリッジ３０を受け入れ、保持する寸法にできる。図１では、フィルターカートリッジ３０を管板２２に挿入することを示すのに、図示したフィルターカートリッジ３０のうち２つを管板２２から持ち上げてある。管板２２は管板からの空気の通過を防ぐ。その代わりに、空気はフィルターカートリッジ３０を通って汚染空気プレナム１８から浄化空気プレナム２０に移動することができる。なお、濾過配置１２は変更することができ、特にバッグハウス１４は変更することができる。したがって、この例を本発明の限定と解釈すべきでない。特に、フィルターカートリッジを示すが、本発明の１つの態様の別の種類のフィルターを用いてもよい。また、フィルターカートリッジ３０を６つだけ示すが、濾過配置１２は、任意の数（即ち、１つ又は２つ以上）のフィルターカートリッジ３０を有することができる。
【００１６】
例示のフィルターカートリッジ３０は通常、細長く、実質的に垂直状態で（例えば、長手方向軸に対して）互いに平行に配置できる。フィルターカートリッジ３０は、空気を濾過して燃焼排気から粒状物質、おそらくフライアッシュなどを除去することができる。
【００１７】
図２及び図３に示すように、フィルターカートリッジ３０の代表的な例は、本発明の１つの態様の濾過材４０を有する。図示例では、濾材４０を内側コア４２（図３）の周囲に配置する。内側コア４２は、フィルターカートリッジ３０内部に形成された細長い中心通路４４を画成する。中心通路は中心軸４６に沿って細長い。内側コア４２は、異なる材料、例えば鉄鋼、チタンなどから製造でき、フィルターカートリッジ３０を支持するのに十分な堅さにすることができる。内側コア４２は、開口部があり、それから内側コアを通って空気が通過できる。例えば、内側コア４２は、複数の穿孔、開口、穴などがあり、空気を内側コアの外部から中心通路４４に通過させる。
【００１８】
図示例（図２及び図３）では、濾材４０は通常、内側コア４２を取り囲む管として配置され、複数のプリーツ４８を有する。プリーツ４８は、中心軸４６に平行に細長く、中心軸４６に近づいたり、離れたりするジグザグパターンで延在する。プリーツ折れ目の間のセグメントは本質的に平らなセグメントである。濾材４０は内表面５２及び外表面５４を有する。この実施形態では、内表面５２の一部がプリーツ４８の半径方向内向きの範囲で内側コア４２に係合及び／又は隣接する。したがって、内側コア４２は、平常の濾過流れ時の半径方向内向きの動きから濾材４０を支持することができる。
【００１９】
図示例では、フィルターカートリッジ３０は、濾材４０を所定の位置に保持及び／又は固定するのに用いる１つ又は２つ以上の保持ストラップ５８を有する。例えば、保持ストラップ５８はクリーニングパルス時の半径方向外向きの動きを制限する。このような保持ストラップは、高い引張強さをもついくつかの材料、例えば押出ポリマー、ポリエステル織物、金属、耐熱布などを含有することができる。また、このような保持ストラップは、濾材の周囲のいくつかの場所、例えばフィルターカートリッジの底部と頂部の中心位置に固定することができる。同様に、２つ以上の保持ストラップを設けて濾材を固定することができ、図示例では、２つの保持ストラップを用いる。なお、別の構造がフィルターカートリッジ３０上に存在してもよい。
【００２０】
フィルターカートリッジ３０は、フィルターカートリッジの片端部又は両端部に１つ又は２つ以上のエンドキャップ６２、６４（上部及び下部）を有することができる。エンドキャップ６２、６４は、フィルターカートリッジの片端部からの空気の通過を可能にするか、防止するように働き、流れが濾材４０のみを通ることを確実にして濾過プロセスを助けることができる。当業者に明らかであるように、エンドキャップは、剛性の部材、シール材などとすることができる。また、この例では、下部エンドキャップ６４は完全に閉塞でき、一方、上部エンドキャップ６２は、外周部をシールでき、中心で開口して空気が中心通路４４から外に流れるのを可能にする。
【００２１】
なお、濾材４０は種々の構成／組成をもつことができる。例えば、濾材４０は延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜（メンブレン）の層７６を有することができる。なお、ｅＰＴＦＥ膜層７６は、濾材の別の構造物又は層により支持できる。例えば、濾材は濾材基体層７０を有することができる。濾材基体層７０は種々の材料及び／又は構成を含むことができる。例えば、濾材基体層７０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ガラス繊維などの材料を含有することができる。また、例えば、濾材基体層７０は１つの単一材料層、複数材料層及び／又は他の構造を有することができる。なお、濾材基体層７０が本発明で限定される必要はない。濾過配置１２より捕捉した粒状物質８０の１例は、濾材４０の外表面５４上にある。なお、粒状物質８０’（図１）は通常、濾過配置１２の汚染空気プレナム１８内に堆積し、捕集して処分（例えば、廃棄、販売）することができる。
【００２２】
勿論、図示した濾過配置、フィルター、濾材などは単に１例として示してあることは明らかである。濾過配置、フィルター、濾材などにおいての違いはありうることであり、予想されている。例えば、ラウンドバッグフィルターを用いることができる。別の例として、濾材は追加の異なる材料又は織物を含有してもよい。
【００２３】
なお、濾過配置１２は、少なくともある程度燃焼排気流れから水銀を除去する能力を有する。このような水銀除去能力は、フィルター配置を通る燃焼排気流れからの粒状物質８０（例えば、フライアッシュ）の除去能力と組み合わさっている。水銀除去のメカニズム／方法論の詳細は様々であり、本発明で特に限定される必要はない。水銀除去のメカニズム／方法論の詳細のいくつかの例を以下に示す。
【００２４】
水銀除去のメカニズム／方法論の１例に関連して、燃焼排気中の水銀は普通、元素水銀であることに注目した。このような元素水銀はある従来のタイプのフィルター配置を通過することが可能である。しかし、燃焼排気は通常、塩酸（ＨＣｌ）も含有する。燃焼排気中の塩酸は濾過配置１２のフィルター構成要素（例えば、濾材４０／フィルターカートリッジ３０）で捕集できると考えられる。さらに、塩酸は元素水銀を酸化して塩化第二水銀にすることができると考えられる。
【００２５】
さらに、粒状物質８０の存在が、生成した塩化第二水銀を捕獲する物質をもたらすと考えられる。したがって、水銀は、今や塩化第二水銀の形態となっているので、濾過配置１２内で粒状物質８０で捕捉され、燃焼排気流れから除去される。したがって、濾過配置１２により捕捉される水銀の全量は比較的多い。図１の例は、濾過配置１２の汚染空気プレナム１８内に堆積する捕獲水銀を含む粒状物質８０’の典型的な堆積を示す。
【００２６】
なお、燃焼排気中に吸着剤を導入することが可能である。吸着剤は、水銀を吸収又は捕獲することができる活性炭とすることが多い。このような吸着剤も濾過配置１２によって捕獲されて粒状物質８０の一部となる。この場合も、水銀は捕捉され、燃焼ガス流れから除去される。システム１０の例では、所望により、このような吸着剤を用いることができる。しかし、水銀の流れを止めるメカニズム（即ち、塩化第二水銀の生成及び生成した塩化第二水銀の粒状物質８０による捕獲）があるので、吸着剤の使用を最小限にするかなくすことができる。
【００２７】
なお、濾過配置１２に関するすべての例は、通過する流れから水銀などの物質を除去する濾過手段の例を示す。
【００２８】
濾過配置１２の能力は、流れからの水銀除去のメカニズム／方法論にかかわらず、温度依存する効率（即ち、水銀除去の能力）を有することができる。例えば、濾過配置１２のフィルター構成要素での塩酸の捕集及び／又は塩酸による元素水銀の塩化第二水銀への酸化及び／又は生成した塩化第二水銀の粒状物質８０による捕獲は温度に依存して変化することができると考えられる。換言すれば、濾過配置１２を通る燃焼排気流れの温度は水銀除去の効果に影響を与えることができる。
【００２９】
本発明の１つの態様では、濾過配置１２から出る（即ち、濾過配置１２が水銀を除去する作用をなした後の）流れ中の水銀の濃度（例えば、量）を感知する。水銀連続排出モニタリングシステム（ＨＧ ＣＥＭＳ＝Ｈｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）８４は、水銀を感知するセンサ配置の１例であり、図１の例に模式的に示され、動作可能なように接続８６されて濾過配置１２から出る濾過後の燃焼排気流れを感知する。センサ配置は感知した水銀濃度を示すシグナル８８を出力として与える。
【００３０】
本発明の１つの態様では濾過配置１２に進入する流れ（即ち、燃焼排気を含有する流れ）の温度を変更する。温度を変更するのは、濾過配置１２で起こる水銀除去の効果を変化させるためである。本発明の配置の１つの態様では、温度の変更は、感知した水銀濃度のシグナル８８に応じている。
【００３１】
ＨＧ ＣＥＭＳ８４は濾過配置１２から出る流れ中の水銀の濃度（例えば、量）を検出し、測定することができる１つ又は２つ以上のシステム／センサを有することができる。なお、ＨＧ ＣＥＭＳ８４の特定の場所は本発明で特に限定される必要はなく、したがって、センサ配置は、濾過機能から下流であればどこでも位置させることができる。例えば、ＨＧ ＣＥＭＳ８４は、バッグハウス１４の浄化空気プレナム２０内、バッグハウス１４の外側の独立ユニットとして又は独立ユニットに位置させる（図１の例に示すように）か、流れが進み、最終的に（例えば、煙突又は可能であればさらなる汚染処理装置などの他の装置から）周囲雰囲気に排出される流路にある他の構成要素（図示せず）の下流にも位置させることができる。
【００３２】
シグナル８８は感知した水銀濃度の情報を伝達する。シグナルは任意の形態にすることができる。例えば、シグナルはアナログ又はデジタル電気シグナルとすることができる。シグナルは任意の形式で情報を伝達することができる。例えば、水銀濃度情報は、シグナルの電気的特性（例えば、電流又は電圧）によって表したり、シグナル内の数値表示（例えば、コード）により伝達できる。なお、シグナル８８は模式的に示され、シグナルは配線接続、無線リンク又は他の接続／リンクにより伝達できる。要約すれば、ＨＧ ＣＥＭＳ８４は、濾過配置１２から出る流れ中の水銀の濃度（例えば、量）を測定することができる１つ又は２つ以上のセンサを有することができ、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ手段の例を示す。
【００３３】
本発明の１つ又は２つ以上の態様を示す例として、図１の例示システムは、濾過配置１２に進入する燃焼排気の温度を変更することができる温度制御配置９０を備える。温度制御配置９０は燃焼排気を冷却する１つ又は２つ以上の素子又は構造を有することができ、温度制御配置９０は燃焼排気を加熱する１つ又は２つ以上の素子又は構造を有することができる。かかる素子又は構造は選択的に冷却及び加熱の両方を行うことができる。素子又は構造の特定な詳細が本発明で特に限定される必要はない。
【００３４】
冷却方法の１例では、微細な水ミストを燃焼排気に散布導入する。別の例として、比較的に冷たい周囲空気を導入して燃焼排気と混合する方法がある。燃焼排気を冷却するこのような例は、燃焼排気を冷却する手段の例となる。加熱方法の１例では、電熱コイルを用いて燃焼排気を温める。燃焼排気を加熱するこのような例は、燃焼排気を加熱する手段の例となる。なお、温度調節には冷却又は加熱がある。しかし、通常、燃焼排気の冷却が望ましいアプローチである。
【００３５】
温度制御配置９０は、動作可能なように接続／配置されて感知した水銀濃度を示すシグナル８８をＨＧ ＣＥＭＳ８４から受け取る。温度制御配置９０が引き起こす温度の変更は、感知した水銀濃度を示すシグナル８８に応じている。したがって、より多く（又はより少なく）水銀を捕獲（捕捉）するのが望ましい場合、温度を変更する。前述したように、濾過配置１２での水銀の捕捉は温度に依存する。システム１０は、濾過配置１２のバッグハウス１４に入る汚染燃焼排ガスの温度を、出て行く流れの水銀濃度に応じて調節する自動フィードバックループに設定できる。
【００３６】
なお、温度制御配置９０に関するすべての例は、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する温度制御手段の例を示す。
【００３７】
なお、温度制御配置９０の特定の場所は本発明で特に限定される必要はなく、したがって、温度制御配置９０は、濾過機能の上流であればどこでも位置させることができ、濾過機能と連結させることもできる。例えば、温度制御配置９０は、バッグハウス１４の外側の独立ユニットである（図１の例に示すように）か、バッグハウス内（例えば、汚染空気プレナム内）又は流れが濾過配置１２に向かって進む流路にある他の構成要素（図示せず）の上流にも位置させることができる。
【００３８】
前述したように、粒状物質８０は濾材４０の外表面５４上に堆積する。粒状物質８０の存在が水銀の捕捉を助ける。なお、粒状物質８０は燃焼排気からのフライアッシュを含有することができる。また、粒状物質８０は導入された吸着剤（例えば、活性炭）を含有することもある。このような吸着剤は、図１の例に示していない配置によって投入することができる。なお、粒状物質８０の堆積は、フィルターカートリッジ３０の幾何形状（例えば、プリーツ４８）によるものとすることができる。また、あるフィルター材料（例えば、ｅＰＴＦＥ）は水銀を捕捉する配置の能力を高めることができるのは明らかである。
【００３９】
なお、燃焼排気への吸着剤（例えば、活性炭）の導入、即ち投入により、確かに、水銀の捕獲を助けるという利益を得る可能性があるが、このような吸着剤の導入は何らかの結果をもたらす。特に、導入された吸着剤は、濾過配置１２により捕獲されるフライアッシュと混ざり合うことがある。なお、フライアッシュは燃焼排気の濾過の副生成物として価値がある。例えば、フライアッシュはセメント製造に使用するために販売できる。しかし、フライアッシュ中に吸着剤（例えば、活性炭）が存在すると、結果として、フライアッシュはこのようなセメント製造での使用に望ましくなくなることがある。したがって、活性炭の使用は、フライアッシュの捕集及び販売から生じる収入を低減するという結果になることがある。さらに、活性炭自体の取得コストがある。活性炭の総コストは活性炭の使用量に比例することは容易に理解される。したがって、吸着剤の使用を減らすことが有益である。本発明はこのような利益をもたらすことができる。
【００４０】
吸着剤（例えば、活性炭）を投入しない（即ち、ｅＰＴＦＥ膜層７６の表面領域で塩化第二水銀を捕獲する粒子がフライアッシュだけである）例では、バッグハウス１４に入る燃焼排気を２８０oＦ（約１３８℃）に冷却した場合、約９８％の水銀捕獲割合を達成した。比較として、バッグハウスに入る燃焼排気の代表的な温度はおよそ３４５oＦ（約１７４℃）である。したがって、このような例では、吸着剤の必要性を大幅に減らすか、なくすことも可能である。
【００４１】
また、測定した（モニターした）水銀をフィードバック方式で用いて温度制御配置９０による温度制御を行っているので、温度の調節（即ち、変更）をリアルタイムで行うことができる。特に、燃焼排気の温度を連続的に調節したり、燃焼排気に適用する冷却／加熱を燃焼排気の所望の温度を維持するように調節したりできる。燃焼排気中の水銀は時間が経つにつれて変化する可能性がある。このような水銀変化は１つ又は２つ以上の要因によることがある。このような要因の考えられる例には、燃焼排気中のフライアッシュの量／種類、燃焼排気中のガス化学、燃焼排気ガス流量、濾材の状態（例えば、濾材の劣化）、ダストケーク堆積などの変化がある。本発明の１つの態様は、温度調節により応答性の調節をして水銀捕獲（例えば、燃焼排気の流れからの除去）を変更できることである。温度調節は連続及び／又は反復的に行うことができる。
【００４２】
図５は、本発明の方法１００の１例の概略フロー図である。フロー図は、直線状配列で方法の工程を示すが、実際は工程を連続して、同時に行うことができる。直線状配列表示は、単に理解を容易にする仕方で本方法の工程を示すためのものである。工程１０２で、燃焼排気を濾過配置に通過させる。工程１０４で、濾過後の流れをセンサーにかけて存在する水銀を測定する。工程１０６で、水銀が所望のレベルであるか判定する。感知した水銀が所望のレベルである（工程１０６での判定に対する応答がＹＥＳである）場合、方法１００はループになって工程１０４及び工程１０６を単に繰り返す。しかし、感知した水銀が所望のレベルでない（工程１０６での判定に対する応答がＮＯである）場合、方法１００は、濾過配置に向かって進む燃焼排気の温度を調節する工程１０８に進む。なお、温度調節には、温度下降又は温度上昇がある。また、本方法が他の工程を含むことができ、本工程は下位工程を含んでもよいことは明らかである。
【００４３】
要約すれば、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去システムを提供することができる。本システムは、流れが通ると水銀などの物質を流れから除去する濾過配置を備える。本システムは、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度レベルを感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ配置を備える。本システムは、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する調節可能な温度制御配置を備える。
【００４４】
本システムではさらに、調節可能な温度制御配置が少なくとも燃焼排気を冷却する冷却器を含む及び／又は調節可能な温度制御配置が少なくとも燃焼排気を加熱するヒーターを含むことができる。本システムではさらに、センサ配置が少なくとも濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度であるかを測定するセンサを含み、また調節可能な温度制御配置が、濾過配置での水銀除去が変化し、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度に向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する働きをすることができる。本システムではさらに、濾過配置が少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を含むことができる。
【００４５】
さらに要約すれば、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去システムを提供することができる。本システムは、通過する流れから水銀などの物質を除去する濾過手段を備える。本システムは、濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与えるセンサ手段を備える。本システムは、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過手段に進入する燃焼排気の温度を変更する温度制御手段を備える。
【００４６】
本システムではさらに、温度制御手段が燃焼排気を冷却する手段を含む及び／又は温度制御手段が燃焼排気を加熱する手段を含むことができる。本システムではさらに、センサ手段が、少なくとも濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度であるかを測定するセンサを含み、また調節可能な温度制御手段が、濾過手段での水銀除去が変化し、濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度に向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する働きをすることができる。本システムではさらに、濾過手段が少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を含むことができる。
【００４７】
さらに要約すれば、本発明は、燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去方法を提供することができる。本方法では、濾過配置を通過する流れから水銀などの物質を除去するために濾過配置で流れを濾過する。本方法では、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度を感知し、感知した水銀濃度を示すシグナルを与える。本方法では、感知した水銀濃度を示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する。
【００４８】
本方法はさらに、燃焼排気の温度を変更する工程で燃焼排気を冷却することができる。本方法はさらに、燃焼排気の温度を変更する工程で燃焼排気を加熱することができる。本方法はさらに、水銀濃度を感知する工程で、濾過配置の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度であるかを感知し、燃焼排気の温度を変更する工程で、濾過配置での水銀除去が変化し、濾過手段の下流の流れ中の水銀濃度が所望の濃度に向かって変化するように燃焼排気の温度を変更することができる。本方法はさらに、物質を除去するために流れを濾過する工程で少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を通して濾過することができる。
【００４９】
以上、本発明をその実施形態について説明した。本明細書を読み、理解することで種々の変更及び改変を当業者が想起することができる。本発明の１つ以上の態様を取り込んだ実施形態は、特許請求の範囲に入るかぎり、このような変更及び改変のすべてを含むものとする。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 水銀除去システム
１２ 濾過配置
１４ バッグハウス
１６ 密閉ハウジング
１８ 汚染空気プレナム
２０ 浄化空気プレナム
２２ 管板
２６ 汚染空気入口
２８ 浄化空気出口
３０ フィルターカートリッジ
４０ 濾材
４２ 内側コア
４４ 中心通路
４６ 中心軸
４８ プリーツ
５２ 内表面
５４ 外表面
５８ 保持ストラップ
６２、６４ エンドキャップ
７０ 濾材基体層
７６ ｅＰＴＦＥ膜層
８０ 粒状物質
８４ 水銀連続排出モニタリングシステム
８６ 接続
８８ シグナル
９０ 温度制御配置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排気を含有する流れから水銀を除去するシステム（１０）であって、
流れが通ると水銀などの物質を流れから除去する濾過配置（１２）、
濾過配置（１２）の下流の流れ中の水銀レベルを感知し、感知した水銀レベルを示すシグナル（８８）を与えるセンサ配置（８４）、及び
感知した水銀レベルを示すシグナル（８８）に応じて濾過配置（１２）に進入する燃焼排気の温度を変更する調節可能な温度制御配置（９０）を備える、
改良水銀除去システム（１０）。
【請求項２】
調節可能な温度制御配置（９０）が少なくとも燃焼排気を冷却する冷却器を含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項３】
調節可能な温度制御配置（９０）が少なくとも燃焼排気を加熱するヒーターを含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項４】
センサ配置（８４）が、少なくとも濾過配置（１２）の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルであるかを測定するセンサを含み、調節可能な温度制御配置（９０）が、濾過配置（１２）での水銀除去が変化し、濾過配置（１２）の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルに向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する働きをする、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項５】
濾過配置（１２）が少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項６】
燃焼排気を含有する流れから水銀を除去するシステム（１０）であって、
通過する流れから水銀などの物質を除去する濾過手段（１２）、
濾過手段（１２）の下流の流れ中の水銀レベルを感知し、感知した水銀レベルを示すシグナル（８８）を与えるセンサ手段（８４）、及び
感知した水銀レベルを示すシグナル（８８）に応じて濾過手段（１２）に進入する燃焼排気の温度を変更する温度制御手段（９０）を備える、
改良水銀除去システム（１０）。
【請求項７】
温度制御手段（９０）が燃焼排気を冷却する手段を含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項８】
温度制御手段（９０）が燃焼排気を加熱する手段を含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項９】
センサ手段（８４）が、少なくとも濾過手段の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルであるかを測定するセンサを含み、調節可能な温度制御手段が、濾過手段（１２）での水銀除去が変化し、濾過手段（１２）の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルに向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する働きをする、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項１０】
濾過手段（１２）が少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項１１】
燃焼排気を含有する流れから水銀を除去するにあたり、
濾過配置を通過する流れから水銀などの物質を除去するために濾過配置で流れを濾過する工程（１０２）、
濾過配置の下流の流れ中の水銀レベルを感知し、感知した水銀レベルを示すシグナルを与える工程（１０４）、
感知した水銀レベルを示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する工程（１０８）を含む、
優れた水銀除去方法（１００）。
【請求項１２】
燃焼排気の温度を変更する工程（１０８）で燃焼排気を冷却する、請求項１１記載の方法（１００）。
【請求項１３】
燃焼排気の温度を変更する工程（１０８）で燃焼排気を加熱する、請求項１１記載の方法（１００）。
【請求項１４】
水銀レベルを感知する工程（１０４）で、濾過配置の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルであるかを感知し、燃焼排気の温度を変更する工程（１０８）で、濾過配置での水銀除去が変化し、濾過手段の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルに向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する、請求項１１記載の方法（１００）。
【請求項１５】
物質を除去するために流れを濾過する工程（１０２）で少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を通して濾過する、請求項１１記載の方法（１００）。
【請求項１】
燃焼排気を含有する流れから水銀を除去するシステム（１０）であって、
流れが通ると水銀などの物質を流れから除去する濾過配置（１２）、
濾過配置（１２）の下流の流れ中の水銀レベルを感知し、感知した水銀レベルを示すシグナル（８８）を与えるセンサ配置（８４）、及び
感知した水銀レベルを示すシグナル（８８）に応じて濾過配置（１２）に進入する燃焼排気の温度を変更する調節可能な温度制御配置（９０）を備える、
改良水銀除去システム（１０）。
【請求項２】
調節可能な温度制御配置（９０）が少なくとも燃焼排気を冷却する冷却器を含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項３】
調節可能な温度制御配置（９０）が少なくとも燃焼排気を加熱するヒーターを含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項４】
センサ配置（８４）が、少なくとも濾過配置（１２）の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルであるかを測定するセンサを含み、調節可能な温度制御配置（９０）が、濾過配置（１２）での水銀除去が変化し、濾過配置（１２）の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルに向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する働きをする、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項５】
濾過配置（１２）が少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項６】
燃焼排気を含有する流れから水銀を除去するシステム（１０）であって、
通過する流れから水銀などの物質を除去する濾過手段（１２）、
濾過手段（１２）の下流の流れ中の水銀レベルを感知し、感知した水銀レベルを示すシグナル（８８）を与えるセンサ手段（８４）、及び
感知した水銀レベルを示すシグナル（８８）に応じて濾過手段（１２）に進入する燃焼排気の温度を変更する温度制御手段（９０）を備える、
改良水銀除去システム（１０）。
【請求項７】
温度制御手段（９０）が燃焼排気を冷却する手段を含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項８】
温度制御手段（９０）が燃焼排気を加熱する手段を含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項９】
センサ手段（８４）が、少なくとも濾過手段の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルであるかを測定するセンサを含み、調節可能な温度制御手段が、濾過手段（１２）での水銀除去が変化し、濾過手段（１２）の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルに向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する働きをする、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項１０】
濾過手段（１２）が少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項１１】
燃焼排気を含有する流れから水銀を除去するにあたり、
濾過配置を通過する流れから水銀などの物質を除去するために濾過配置で流れを濾過する工程（１０２）、
濾過配置の下流の流れ中の水銀レベルを感知し、感知した水銀レベルを示すシグナルを与える工程（１０４）、
感知した水銀レベルを示すシグナルに応じて濾過配置に進入する燃焼排気の温度を変更する工程（１０８）を含む、
優れた水銀除去方法（１００）。
【請求項１２】
燃焼排気の温度を変更する工程（１０８）で燃焼排気を冷却する、請求項１１記載の方法（１００）。
【請求項１３】
燃焼排気の温度を変更する工程（１０８）で燃焼排気を加熱する、請求項１１記載の方法（１００）。
【請求項１４】
水銀レベルを感知する工程（１０４）で、濾過配置の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルであるかを感知し、燃焼排気の温度を変更する工程（１０８）で、濾過配置での水銀除去が変化し、濾過手段の下流の流れ中の水銀レベルが所望のレベルに向かって変化するように燃焼排気の温度を変更する、請求項１１記載の方法（１００）。
【請求項１５】
物質を除去するために流れを濾過する工程（１０２）で少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を通して濾過する、請求項１１記載の方法（１００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２２３７５８（Ｐ２０１２−２２３７５８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−９１４９１（Ｐ２０１２−９１４９１）
【出願日】平成２４年４月１３日（２０１２．４．１３）
【出願人】（５０７１６８９２６）ビーエイチエイ・グループ・インコーポレーテッド (19)
【氏名又は名称原語表記】ＢＨＡ ＧＲＯＵＰ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９１４９１（Ｐ２０１２−９１４９１）
【出願日】平成２４年４月１３日（２０１２．４．１３）
【出願人】（５０７１６８９２６）ビーエイチエイ・グループ・インコーポレーテッド (19)
【氏名又は名称原語表記】ＢＨＡ ＧＲＯＵＰ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
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