石炭火力発電所の水銀制御用粉末吸着剤の優れた利用方法
【課題】燃焼排気を含有する流れからの優れた水銀除去方法及び関連システムを提供する。
【解決手段】排気濾過装置において、逆流クリーニング後においても堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように成形された少なくとも１つのｅＰＴＦＥ層７６をもつ濾過体を配置し、堆積粒状物に水銀を吸着させることにより排気中の水銀を除去し、これにより水銀吸着除去のための吸着剤、例えば、活性炭の使用量を大幅に削減する。
【解決手段】排気濾過装置において、逆流クリーニング後においても堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように成形された少なくとも１つのｅＰＴＦＥ層７６をもつ濾過体を配置し、堆積粒状物に水銀を吸着させることにより排気中の水銀を除去し、これにより水銀吸着除去のための吸着剤、例えば、活性炭の使用量を大幅に削減する。
【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。
【０００４】
ある公知のフィルターは空気濾過時に水銀を捕捉するのに十分な能力を有する。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、アッシュ除去処理の前に活性炭などの吸着剤を燃焼排気ガス中に添加したり、別のアッシュ除去処理を追加することが知られている。
【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】
燃焼排気ガスから除去したフライアッシュは価値をもつ商品であることが知られている。例えば、フライアッシュはセメント製造プロセスで利用することができる。したがって、燃焼装置を備える事業（発電施設）は追加収入源としてフライアッシュを販売することが多い。しかし、水銀制御用吸着剤の存在はフライアッシュの価値に影響を与える傾向がある。一般に水銀の排出を改善することも望ましい。したがって、フライアッシュを生じる燃焼生成物の取扱いや処理の改良及び／又は水銀制御への配慮が必要とされている。
【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、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように構成された少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を有する濾過配置を備える。本システムは、上記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状により濾過配置上に堆積させる配置を備える。
【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方法を提供する。本方法では、少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を設け、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように上記ｅＰＴＦＥ層を成形することにより濾過配置を設ける。本方法では、上記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状により濾過配置上に堆積させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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のシステムのフィルターカートリッジの１例の側面図であり、本発明の少なくとも１つの態様の幾何形状を示す。
【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、本発明の少なくとも１つの態様のフィルターカートリッジ上のフライアッシュ及び／又は活性炭の堆積を示す。
【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り、本発明の少なくとも１つの態様のフィルターカートリッジのｅＰＴＦＥ層上のフライアッシュ及び／又は活性炭の堆積を示す。
【図５】図４の５で示す丸で囲んだ領域に相当するフィルターカートリッジのｅＰＴＦＥ層の一部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。したがって、燃焼自体及び燃焼排気の方向が少なくとも若干の粒状物質をもたらすような機構であるとみなされる。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。普通、フライアッシュの質量平均粒径は１０〜２０μｍ程度である。
【００１３】
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、流れが汚染空気入口２６を通してバッグハウス１４に入る。したがって、最低でも、汚染空気入口２６は、少なくとも一部の粒状物質を濾過配置１２中に供給／導入する配置の一部である。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。
【００１４】
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。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、２つのフィルターカートリッジ３０を管板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、バッグハウス１４は変更することができ、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、異なる金属材料、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、表面に開口部があり、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。
【００１７】
図示例（図２及び図３）では、濾材４０は、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に係合及び／又は隣接する。
【００１８】
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。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。
【００１９】
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。
【００２０】
図４に本発明の１つの態様による複合材料濾材４０の特定の例を示す。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。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。
【００２１】
なお、濾材基体層７０は濾材４０に剛性をもたらす。このような剛性は濾材４０をある形状に成形し、成形した形状を保持することを可能にする。特に、濾材４０は、図２及び図３に示すようにプリーツ状に成形し、その形状に保持できる。
【００２２】
再び図４を参照すると、ｅＰＴＦＥ膜層７６は、複合材料濾材４０の「汚染」側に位置する。したがって、濾材４０の外表面５４はｅＰＴＦＥ膜層７６に位置し、濾材の内表面は濾材基体層７０に位置する。熱貼り合せ、接着貼り合せにより濾材基体層７０にｅＰＴＦＥ膜層７６を貼り合わせることができる。ｅＰＴＦＥ膜層７６は濾材基体層７０に比べ非常に薄い層である。また、ｅＰＴＦＥ膜層７６はそれだけでは（即ち、濾材基体層７０に貼り合せていない場合）、ほとんど又は全く剛性がない。
【００２３】
前述のとおり、複合材料濾材はほぼ管状形状に成形され、いくつかのプリーツを有することができる。プリーツの内表面を内側コアに隣接して位置させ、一方、外表面を保持ストラップに隣接して位置させることができる。複合材料濾材は、剛性であり、形状（即ち、円柱状）を保持する。
【００２４】
図５に示すように、ｅＰＴＦＥ膜層７６はほぼ開放した微孔質構成をもつ。ｅＰＴＦＥ材料の細孔（ポア）８０は微細孔である。ｅＰＴＦＥ基体は、フィブリル８２が延伸し、ノード８４を互いに連結する微細構造を有する（数個だけをそれぞれ参照番号８２、８４で表示する）。フィブリル８２及びノード（結節）８４が細孔８０を画成する。ある例では、細孔８０は直径０．０１μｍ〜１０μｍの範囲とすることができる。
【００２５】
図３及び図４を再び参照すると、ある量の粒状物質１００が濾材４０の外表面５４、特に濾材のｅＰＴＦＥ膜層７６上に堆積しているのがわかる。なお、粒状物質１００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。しかし、他の粒状物質がｅＰＴＦＥ膜層７６上に存在してもよい。図３では、フィルターカートリッジ３０のプリーツ４８が与える幾何形状が粒状物質１００の堆積の場所を提供する。したがって、ｅＰＴＦＥ膜層７６は、堆積粒状物質１００の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように成形される。
【００２６】
ｅＰＴＦＥ膜層７６の存在と、幾何形状（例えば、プリーツ４８）による粒状物質１００の存在とが相まって、燃焼排気中の水銀の優れた捕獲を実現する。特に、燃焼排気中の水銀は通常、元素水銀である。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。ｅＰＴＦＥ膜層７６の特定構造（例えば、フィブリル８２及びノード８４が画成する微細孔）は、燃焼排気中の塩酸を捕集するのに適当な表面積を与えると考えられる。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。
【００２７】
さらに、幾何形状（例えば、プリーツ４８）による粒状物質１００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、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内に堆積する粒状物質１００’の典型的な堆積を示す。
【００２８】
なお、燃焼排気中の水銀を捕獲する従来の方法には、燃焼排気中に吸着剤を導入する方法がある。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。
【００２９】
図１に示すシステムの例を再び参照すると、所望に応じて、吸着剤２０２（例えば、活性炭）を導入する配置２００を設けることがわかる。明確を期すと、吸着剤２０２としてのこのような活性炭の導入、即ち投入は任意である。任意の配置２００は流れ中の粒状物質の少なくとも一部を堆積させる配置の一部になることができると考えられる。このような配置２００の例には、吸着剤（例えば、炭素）を保持する貯蔵ユニット、計量／搬送部品及び同様か相当する部品がある。これらは燃焼排気中に吸着剤を導入する手段の例である。
【００３０】
一般に、燃焼排気への活性炭２０２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。しかし、このような吸着剤２０２の導入は何らかの結果をもたらす。特に、導入された活性炭２０２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。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。
【００３１】
また、活性炭は任意の配置２００から粒子として導入される。一般に、活性炭の粒子はフライアッシュの粒子の寸法より小さい寸法をもつ。なお、ｅＰＴＦＥ膜層７６が存在しない場合、活性炭は濾材基体層７０へ浸透し濾材基体層７０を閉塞するという問題を引き起こすことがある。しかし、本発明の１つの態様では、ｅＰＴＦＥ膜層７６は、どちらの粒状物質１００（例えば、活性炭（存在する場合）又はフライアッシュ）もｅＰＴＦＥ膜層７６中に過度の浸透をさせない。対照的に、粒状物質１００（例えば、フライアッシュ及び／又は活性炭）はｅＰＴＦＥ膜層７６の外表面５４に大部分が残留し、ｅＰＴＦＥ膜層に有意に埋め込まれることはない。特に、粒状物質１００（例えば、フライアッシュ及び／又は活性炭）は大きすぎてｅＰＴＦＥ膜層７６の細孔に有意に浸透することはできない。膜層の細孔が粒子より小さいからである。
【００３２】
このようにｅＰＴＦＥ膜層７６中への有意な浸透を防止することは、フィルターカートリッジの濾材４０上の粒状物質１００のケーク化に対処するか、ケーク化を軽減できる点で有益である。例えば、図１に示す例を再び参照すると、任意の公知の逆流配置３００が模式的に示されているのがわかる。このような配置３００は、流体（例えば、空気）３０２を逆流方向（濾過配置を通って進む燃焼排気からの流れに対して「逆」方向）に供給する能力をもつ。逆流の流体３０２は、堆積した（例えば、ケーク化した）粒状物質（例えば、フライアッシュ及び／又は活性炭）をフィルターカートリッジ３０からはがし、除去することができる。フィルターカートリッジ３０からこのように除去した「ケーク」は、その後、参照番号１００’で示すように汚染空気プレナム１８の底に堆積する。このような配置３００の例には、圧縮機、圧縮空気タンク、空気誘導部品及び同様／関連構造がある。これらは、逆流を濾過配置中に導入して堆積粒状物質を除去する手段の例である。
【００３３】
「ケーク化」粒子を除去しても、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など）は、逆流クリーニング後に、濾材４０、特にｅＰＴＦＥ膜層７６上に少なくとも一部の粒状物質を残留させる構成である。前述したように、このように粒状物質を存在させることが水銀を効果的に捕獲するプロセスの一部と考えられる。特に、粒状物質がｅＰＴＦＥ膜層７６のフィブリル及びノードの表面で生成した塩化第二水銀を捕獲すると考えられている。したがって、ｅＰＴＦＥ膜層７６の幾何形状は、塩化第二水銀を捕集するために、逆流クリーニング後でも少なくとも一部の粒状物質１００を保持するように機能すると考えられる。
【００３４】
前述したように、活性炭吸着剤２０２の導入は任意である。任意の炭素の投入量は、排気中のに存在する水銀の体積及び／又は所望の水銀捕獲量（％）に基づいて検討及び調整できる。一般に、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状（例えば、プリーツ４８）を有するｅＰＴＦＥの層７６を設ける本発明の態様は、炭素導入無しで水銀の約７５〜８０％を捕獲することができると考えられる。１例では、約７８％の水銀が炭素導入無しで捕獲された。活性炭投入量を増加方向に調整すると、一層多量の水銀が捕獲された。１例では、０．３ポンド（ｌｂｓ）／ｍｍａｃｆの活性炭導入割合により８７％の水銀捕獲、０．６ｌｂｓ／ｍｍａｃｆの活性炭導入割合により９２％の水銀捕獲及び２．０ｌｂｓ／ｍｍａｃｆの活性炭導入割合により９６％水銀捕獲が記録された。
【００３５】
本発明は非常に効果的に水銀を捕獲できるので、（例えば、任意配置２００からの）吸着剤の導入は、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上少ない吸着剤の導入割合で行うことができると考えられる。さらに、本発明は非常に効果的に水銀を捕獲できるので、（例えば、任意の配置２００からの）吸着剤の導入は、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より９０％以上少ない吸着剤の導入割合で行うことができると考えられる。さらに、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持するように構成された幾何形状をもつｅＰＴＦＥ膜層７６は、水銀に関して十分に効果的にすることができるので、活性炭吸着剤２０２を供給する任意の配置２００を必要としない（即ち、任意である）と考えられる。
【００３６】
前述のように、活性炭の存在が販売の見込みがあるフライアッシュの品質を低下させるおそれがある。したがって、任意の予備フライアッシュ処理配置４００を設けて販売に適したフライアッシュをより大量に得ようとすることも可能である。このような任意の配置４００の１例を図１の例に示す。具体的には、任意の予備フライアッシュ処理配置４００は燃焼排気が濾過配置１２に進入する前に燃焼源から燃焼排気を受け取るように示されている。任意の予備フライアッシュ処理配置４００には、いくつかの種類の構造部品、例えば電気集塵器及び／又は第１段階フィルター又は他の同様な構造が含まれる。これらは、濾過配置１２の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置１２に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質１００を除去する、予備手段４００の例と考えられる。
【００３７】
なお、バッグハウス内で捕獲、堆積される粒状物質、例えばフライアッシュ及び／又は活性炭（存在する場合）は、通常、任意の予備フライアッシュ処理配置４００により堆積されるフライアッシュに比べ水銀の割合が高い。また、濾過配置１２内で水銀を捕獲するのを助けるための投入物として活性炭を用いた場合、濾過配置１２内の粒子堆積１００’は活性炭を含有する。何度か述べたように、このような堆積１００’は再び販売するのに望ましくない。しかし、この粒子堆積１００’は、任意の予備フライアッシュ処理配置４００で堆積させることができるフライアッシュから見た場合の全体の粒子堆積に対して比較的少ない部分にすることが可能である。したがって、有益な副生成物であるフライアッシュを得ることができる。
【００３８】
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、少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を設け、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように上記ｅＰＴＦＥ層を成形することにより濾過配置を設ける。本方法では、上記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状により濾過配置上に堆積させる。
【００３９】
本方法ではさらに、濾過配置に逆流を導入して堆積粒状物質を除去し、上記ｅＰＴＦＥ層は逆流時にｅＰＴＦＥ層の幾何形状により堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する。本方法は、燃焼排気中に吸着剤を導入しない、特に吸着剤として活性炭を燃焼排気に導入しないという選択肢を含む。本方法では、濾過配置で燃焼排気から水銀を捕獲するために燃焼排気中に吸着剤を導入してもよい。しかし、本方法では、吸着剤の導入の割合を、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上、おそらく９０％以上少なくすることができる。本方法では、濾過配置の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段を設けることができる。
【００４０】
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、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように成形された少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を有する濾過配置を備える。本システムは、上記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状により濾過配置上に堆積させる配置を備える。
【００４１】
本システムはさらに、濾過配置に逆流を導入して堆積粒状物質を除去する手段を備え、上記ｅＰＴＦＥ層の幾何形状が逆流時に堆積粒状物質の少なくとも一部を保持するようにもできる。本システムはまた、活性炭などの吸着剤を燃焼排気に導入する手段を備えなくてもよい。本システムは、濾過配置の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段を備えることができる。本システムは、濾過配置で燃焼排気から水銀を捕獲するために燃焼排気中に吸着剤を導入する手段を備えることができる。吸着剤を導入する手段は、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上、おそらく９０％以上少ない導入割合で吸着剤を供給する手段にすることができる。本システムはさらに、濾過配置の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段を備えることができる。
【００４２】
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】
【００４３】
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層
８０ 細孔
８２ フィブリル
８４ ノード
１００ 粒状物質
２０２ 吸着剤
３０２ 逆流の流体
【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。
【０００４】
ある公知のフィルターは空気濾過時に水銀を捕捉するのに十分な能力を有する。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、アッシュ除去処理の前に活性炭などの吸着剤を燃焼排気ガス中に添加したり、別のアッシュ除去処理を追加することが知られている。
【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】
燃焼排気ガスから除去したフライアッシュは価値をもつ商品であることが知られている。例えば、フライアッシュはセメント製造プロセスで利用することができる。したがって、燃焼装置を備える事業（発電施設）は追加収入源としてフライアッシュを販売することが多い。しかし、水銀制御用吸着剤の存在はフライアッシュの価値に影響を与える傾向がある。一般に水銀の排出を改善することも望ましい。したがって、フライアッシュを生じる燃焼生成物の取扱いや処理の改良及び／又は水銀制御への配慮が必要とされている。
【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、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように構成された少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を有する濾過配置を備える。本システムは、上記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状により濾過配置上に堆積させる配置を備える。
【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方法を提供する。本方法では、少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を設け、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように上記ｅＰＴＦＥ層を成形することにより濾過配置を設ける。本方法では、上記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状により濾過配置上に堆積させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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のシステムのフィルターカートリッジの１例の側面図であり、本発明の少なくとも１つの態様の幾何形状を示す。
【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、本発明の少なくとも１つの態様のフィルターカートリッジ上のフライアッシュ及び／又は活性炭の堆積を示す。
【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り、本発明の少なくとも１つの態様のフィルターカートリッジのｅＰＴＦＥ層上のフライアッシュ及び／又は活性炭の堆積を示す。
【図５】図４の５で示す丸で囲んだ領域に相当するフィルターカートリッジのｅＰＴＦＥ層の一部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。したがって、燃焼自体及び燃焼排気の方向が少なくとも若干の粒状物質をもたらすような機構であるとみなされる。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。普通、フライアッシュの質量平均粒径は１０〜２０μｍ程度である。
【００１３】
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、流れが汚染空気入口２６を通してバッグハウス１４に入る。したがって、最低でも、汚染空気入口２６は、少なくとも一部の粒状物質を濾過配置１２中に供給／導入する配置の一部である。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。
【００１４】
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。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、２つのフィルターカートリッジ３０を管板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、バッグハウス１４は変更することができ、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、異なる金属材料、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、表面に開口部があり、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。
【００１７】
図示例（図２及び図３）では、濾材４０は、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に係合及び／又は隣接する。
【００１８】
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。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。
【００１９】
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。
【００２０】
図４に本発明の１つの態様による複合材料濾材４０の特定の例を示す。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。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。
【００２１】
なお、濾材基体層７０は濾材４０に剛性をもたらす。このような剛性は濾材４０をある形状に成形し、成形した形状を保持することを可能にする。特に、濾材４０は、図２及び図３に示すようにプリーツ状に成形し、その形状に保持できる。
【００２２】
再び図４を参照すると、ｅＰＴＦＥ膜層７６は、複合材料濾材４０の「汚染」側に位置する。したがって、濾材４０の外表面５４はｅＰＴＦＥ膜層７６に位置し、濾材の内表面は濾材基体層７０に位置する。熱貼り合せ、接着貼り合せにより濾材基体層７０にｅＰＴＦＥ膜層７６を貼り合わせることができる。ｅＰＴＦＥ膜層７６は濾材基体層７０に比べ非常に薄い層である。また、ｅＰＴＦＥ膜層７６はそれだけでは（即ち、濾材基体層７０に貼り合せていない場合）、ほとんど又は全く剛性がない。
【００２３】
前述のとおり、複合材料濾材はほぼ管状形状に成形され、いくつかのプリーツを有することができる。プリーツの内表面を内側コアに隣接して位置させ、一方、外表面を保持ストラップに隣接して位置させることができる。複合材料濾材は、剛性であり、形状（即ち、円柱状）を保持する。
【００２４】
図５に示すように、ｅＰＴＦＥ膜層７６はほぼ開放した微孔質構成をもつ。ｅＰＴＦＥ材料の細孔（ポア）８０は微細孔である。ｅＰＴＦＥ基体は、フィブリル８２が延伸し、ノード８４を互いに連結する微細構造を有する（数個だけをそれぞれ参照番号８２、８４で表示する）。フィブリル８２及びノード（結節）８４が細孔８０を画成する。ある例では、細孔８０は直径０．０１μｍ〜１０μｍの範囲とすることができる。
【００２５】
図３及び図４を再び参照すると、ある量の粒状物質１００が濾材４０の外表面５４、特に濾材のｅＰＴＦＥ膜層７６上に堆積しているのがわかる。なお、粒状物質１００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。しかし、他の粒状物質がｅＰＴＦＥ膜層７６上に存在してもよい。図３では、フィルターカートリッジ３０のプリーツ４８が与える幾何形状が粒状物質１００の堆積の場所を提供する。したがって、ｅＰＴＦＥ膜層７６は、堆積粒状物質１００の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように成形される。
【００２６】
ｅＰＴＦＥ膜層７６の存在と、幾何形状（例えば、プリーツ４８）による粒状物質１００の存在とが相まって、燃焼排気中の水銀の優れた捕獲を実現する。特に、燃焼排気中の水銀は通常、元素水銀である。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。ｅＰＴＦＥ膜層７６の特定構造（例えば、フィブリル８２及びノード８４が画成する微細孔）は、燃焼排気中の塩酸を捕集するのに適当な表面積を与えると考えられる。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。
【００２７】
さらに、幾何形状（例えば、プリーツ４８）による粒状物質１００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、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内に堆積する粒状物質１００’の典型的な堆積を示す。
【００２８】
なお、燃焼排気中の水銀を捕獲する従来の方法には、燃焼排気中に吸着剤を導入する方法がある。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。
【００２９】
図１に示すシステムの例を再び参照すると、所望に応じて、吸着剤２０２（例えば、活性炭）を導入する配置２００を設けることがわかる。明確を期すと、吸着剤２０２としてのこのような活性炭の導入、即ち投入は任意である。任意の配置２００は流れ中の粒状物質の少なくとも一部を堆積させる配置の一部になることができると考えられる。このような配置２００の例には、吸着剤（例えば、炭素）を保持する貯蔵ユニット、計量／搬送部品及び同様か相当する部品がある。これらは燃焼排気中に吸着剤を導入する手段の例である。
【００３０】
一般に、燃焼排気への活性炭２０２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。しかし、このような吸着剤２０２の導入は何らかの結果をもたらす。特に、導入された活性炭２０２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。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。
【００３１】
また、活性炭は任意の配置２００から粒子として導入される。一般に、活性炭の粒子はフライアッシュの粒子の寸法より小さい寸法をもつ。なお、ｅＰＴＦＥ膜層７６が存在しない場合、活性炭は濾材基体層７０へ浸透し濾材基体層７０を閉塞するという問題を引き起こすことがある。しかし、本発明の１つの態様では、ｅＰＴＦＥ膜層７６は、どちらの粒状物質１００（例えば、活性炭（存在する場合）又はフライアッシュ）もｅＰＴＦＥ膜層７６中に過度の浸透をさせない。対照的に、粒状物質１００（例えば、フライアッシュ及び／又は活性炭）はｅＰＴＦＥ膜層７６の外表面５４に大部分が残留し、ｅＰＴＦＥ膜層に有意に埋め込まれることはない。特に、粒状物質１００（例えば、フライアッシュ及び／又は活性炭）は大きすぎてｅＰＴＦＥ膜層７６の細孔に有意に浸透することはできない。膜層の細孔が粒子より小さいからである。
【００３２】
このようにｅＰＴＦＥ膜層７６中への有意な浸透を防止することは、フィルターカートリッジの濾材４０上の粒状物質１００のケーク化に対処するか、ケーク化を軽減できる点で有益である。例えば、図１に示す例を再び参照すると、任意の公知の逆流配置３００が模式的に示されているのがわかる。このような配置３００は、流体（例えば、空気）３０２を逆流方向（濾過配置を通って進む燃焼排気からの流れに対して「逆」方向）に供給する能力をもつ。逆流の流体３０２は、堆積した（例えば、ケーク化した）粒状物質（例えば、フライアッシュ及び／又は活性炭）をフィルターカートリッジ３０からはがし、除去することができる。フィルターカートリッジ３０からこのように除去した「ケーク」は、その後、参照番号１００’で示すように汚染空気プレナム１８の底に堆積する。このような配置３００の例には、圧縮機、圧縮空気タンク、空気誘導部品及び同様／関連構造がある。これらは、逆流を濾過配置中に導入して堆積粒状物質を除去する手段の例である。
【００３３】
「ケーク化」粒子を除去しても、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など）は、逆流クリーニング後に、濾材４０、特にｅＰＴＦＥ膜層７６上に少なくとも一部の粒状物質を残留させる構成である。前述したように、このように粒状物質を存在させることが水銀を効果的に捕獲するプロセスの一部と考えられる。特に、粒状物質がｅＰＴＦＥ膜層７６のフィブリル及びノードの表面で生成した塩化第二水銀を捕獲すると考えられている。したがって、ｅＰＴＦＥ膜層７６の幾何形状は、塩化第二水銀を捕集するために、逆流クリーニング後でも少なくとも一部の粒状物質１００を保持するように機能すると考えられる。
【００３４】
前述したように、活性炭吸着剤２０２の導入は任意である。任意の炭素の投入量は、排気中のに存在する水銀の体積及び／又は所望の水銀捕獲量（％）に基づいて検討及び調整できる。一般に、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状（例えば、プリーツ４８）を有するｅＰＴＦＥの層７６を設ける本発明の態様は、炭素導入無しで水銀の約７５〜８０％を捕獲することができると考えられる。１例では、約７８％の水銀が炭素導入無しで捕獲された。活性炭投入量を増加方向に調整すると、一層多量の水銀が捕獲された。１例では、０．３ポンド（ｌｂｓ）／ｍｍａｃｆの活性炭導入割合により８７％の水銀捕獲、０．６ｌｂｓ／ｍｍａｃｆの活性炭導入割合により９２％の水銀捕獲及び２．０ｌｂｓ／ｍｍａｃｆの活性炭導入割合により９６％水銀捕獲が記録された。
【００３５】
本発明は非常に効果的に水銀を捕獲できるので、（例えば、任意配置２００からの）吸着剤の導入は、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上少ない吸着剤の導入割合で行うことができると考えられる。さらに、本発明は非常に効果的に水銀を捕獲できるので、（例えば、任意の配置２００からの）吸着剤の導入は、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より９０％以上少ない吸着剤の導入割合で行うことができると考えられる。さらに、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持するように構成された幾何形状をもつｅＰＴＦＥ膜層７６は、水銀に関して十分に効果的にすることができるので、活性炭吸着剤２０２を供給する任意の配置２００を必要としない（即ち、任意である）と考えられる。
【００３６】
前述のように、活性炭の存在が販売の見込みがあるフライアッシュの品質を低下させるおそれがある。したがって、任意の予備フライアッシュ処理配置４００を設けて販売に適したフライアッシュをより大量に得ようとすることも可能である。このような任意の配置４００の１例を図１の例に示す。具体的には、任意の予備フライアッシュ処理配置４００は燃焼排気が濾過配置１２に進入する前に燃焼源から燃焼排気を受け取るように示されている。任意の予備フライアッシュ処理配置４００には、いくつかの種類の構造部品、例えば電気集塵器及び／又は第１段階フィルター又は他の同様な構造が含まれる。これらは、濾過配置１２の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置１２に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質１００を除去する、予備手段４００の例と考えられる。
【００３７】
なお、バッグハウス内で捕獲、堆積される粒状物質、例えばフライアッシュ及び／又は活性炭（存在する場合）は、通常、任意の予備フライアッシュ処理配置４００により堆積されるフライアッシュに比べ水銀の割合が高い。また、濾過配置１２内で水銀を捕獲するのを助けるための投入物として活性炭を用いた場合、濾過配置１２内の粒子堆積１００’は活性炭を含有する。何度か述べたように、このような堆積１００’は再び販売するのに望ましくない。しかし、この粒子堆積１００’は、任意の予備フライアッシュ処理配置４００で堆積させることができるフライアッシュから見た場合の全体の粒子堆積に対して比較的少ない部分にすることが可能である。したがって、有益な副生成物であるフライアッシュを得ることができる。
【００３８】
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、少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を設け、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように上記ｅＰＴＦＥ層を成形することにより濾過配置を設ける。本方法では、上記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状により濾過配置上に堆積させる。
【００３９】
本方法ではさらに、濾過配置に逆流を導入して堆積粒状物質を除去し、上記ｅＰＴＦＥ層は逆流時にｅＰＴＦＥ層の幾何形状により堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する。本方法は、燃焼排気中に吸着剤を導入しない、特に吸着剤として活性炭を燃焼排気に導入しないという選択肢を含む。本方法では、濾過配置で燃焼排気から水銀を捕獲するために燃焼排気中に吸着剤を導入してもよい。しかし、本方法では、吸着剤の導入の割合を、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上、おそらく９０％以上少なくすることができる。本方法では、濾過配置の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段を設けることができる。
【００４０】
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、堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する幾何形状をもつように成形された少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層を有する濾過配置を備える。本システムは、上記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状により濾過配置上に堆積させる配置を備える。
【００４１】
本システムはさらに、濾過配置に逆流を導入して堆積粒状物質を除去する手段を備え、上記ｅＰＴＦＥ層の幾何形状が逆流時に堆積粒状物質の少なくとも一部を保持するようにもできる。本システムはまた、活性炭などの吸着剤を燃焼排気に導入する手段を備えなくてもよい。本システムは、濾過配置の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段を備えることができる。本システムは、濾過配置で燃焼排気から水銀を捕獲するために燃焼排気中に吸着剤を導入する手段を備えることができる。吸着剤を導入する手段は、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上、おそらく９０％以上少ない導入割合で吸着剤を供給する手段にすることができる。本システムはさらに、濾過配置の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段を備えることができる。
【００４２】
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】
【００４３】
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層
８０ 細孔
８２ フィブリル
８４ ノード
１００ 粒状物質
２０２ 吸着剤
３０２ 逆流の流体
【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にあたり、
少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層（７６）を設け、堆積粒状物質（１００）の少なくとも一部を保持する幾何形状（４８）をもつように前記ｅＰＴＦＥの層（７６）を成形する工程を含む、濾過配置（１２）を設ける工程と、
前記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状（４８）により濾過配置（１２）上に堆積させる工程とを含む、
優れた水銀除去方法。
【請求項２】
さらに、逆流（３０２）を濾過配置（１２）に導入して堆積粒状物質を除去する工程を含み、幾何形状（４８）を有する前記ｅＰＴＦＥ層（７６）は逆流（３０２）時にその幾何形状により堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
燃焼排気中に吸着剤を導入する工程を含まない、請求項１記載の方法。
【請求項４】
燃焼排気中に吸着剤として活性炭を導入する工程を含まない、請求項３記載の方法。
【請求項５】
濾過配置（１２）で燃焼排気から水銀を捕獲するために、燃焼排気中に吸着剤（２０２）を導入する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
吸着剤（２０２）の導入割合が、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上少ない、請求項５記載の方法。
【請求項７】
吸着剤（２０２）の導入割合が、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より９０％以上少ない、請求項６記載の方法。
【請求項８】
濾過配置（１２）の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置（１２）に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段（４００）を設ける工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
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、
堆積粒状物質（１００）の少なくとも一部を保持する幾何形状（４８）をもつように成形された少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層（７６）を有する濾過配置（１２）と、
前記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状（４８）により濾過配置（１２）上に堆積（１００）させる配置（例えば、２６及び／又は２００）とを備える、
改良水銀除去システム（１０）。
【請求項１０】
さらに、逆流（３０２）を濾過配置（１２）に導入して堆積粒状物質を除去する手段を備え、前記ｅＰＴＦＥ層（７６）の幾何形状（４８）が逆流（３０２）時に堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する、請求項９記載のシステム（１０）。
【請求項１１】
燃焼排気中に吸着剤を導入する手段を含まない、請求項９記載のシステム（１０）。
【請求項１２】
燃焼排気中に吸着剤として活性炭を導入する手段を含まない、請求項１１記載のシステム（１０）。
【請求項１３】
濾過配置（１２）の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置（１２）に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段（４００）を備える、請求項９記載のシステム（１０）。
【請求項１４】
濾過配置（１２）で燃焼排気から水銀を捕獲するために燃焼排気中に吸着剤（２０２）を導入する手段（２００）を備える、請求項９記載のシステム（１０）。
【請求項１５】
吸着剤（２０２）を導入する前記手段（２００）が、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上少ない導入割合で吸着剤（２０２）を供給する、請求項１４記載のシステム（１０）。
【請求項１６】
吸着剤（２０２）を導入する前記手段（２００）が、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より９０％以上少ない導入割合で吸着剤（２０２）を供給する、請求項１５記載のシステム（１０）。
【請求項１】
燃焼排気を含有する流れから水銀を除去するにあたり、
少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層（７６）を設け、堆積粒状物質（１００）の少なくとも一部を保持する幾何形状（４８）をもつように前記ｅＰＴＦＥの層（７６）を成形する工程を含む、濾過配置（１２）を設ける工程と、
前記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状（４８）により濾過配置（１２）上に堆積させる工程とを含む、
優れた水銀除去方法。
【請求項２】
さらに、逆流（３０２）を濾過配置（１２）に導入して堆積粒状物質を除去する工程を含み、幾何形状（４８）を有する前記ｅＰＴＦＥ層（７６）は逆流（３０２）時にその幾何形状により堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
燃焼排気中に吸着剤を導入する工程を含まない、請求項１記載の方法。
【請求項４】
燃焼排気中に吸着剤として活性炭を導入する工程を含まない、請求項３記載の方法。
【請求項５】
濾過配置（１２）で燃焼排気から水銀を捕獲するために、燃焼排気中に吸着剤（２０２）を導入する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
吸着剤（２０２）の導入割合が、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上少ない、請求項５記載の方法。
【請求項７】
吸着剤（２０２）の導入割合が、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より９０％以上少ない、請求項６記載の方法。
【請求項８】
濾過配置（１２）の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置（１２）に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段（４００）を設ける工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
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、
堆積粒状物質（１００）の少なくとも一部を保持する幾何形状（４８）をもつように成形された少なくとも１つのｅＰＴＦＥの層（７６）を有する濾過配置（１２）と、
前記流れ中の粒状物質の少なくとも一部を幾何形状（４８）により濾過配置（１２）上に堆積（１００）させる配置（例えば、２６及び／又は２００）とを備える、
改良水銀除去システム（１０）。
【請求項１０】
さらに、逆流（３０２）を濾過配置（１２）に導入して堆積粒状物質を除去する手段を備え、前記ｅＰＴＦＥ層（７６）の幾何形状（４８）が逆流（３０２）時に堆積粒状物質の少なくとも一部を保持する、請求項９記載のシステム（１０）。
【請求項１１】
燃焼排気中に吸着剤を導入する手段を含まない、請求項９記載のシステム（１０）。
【請求項１２】
燃焼排気中に吸着剤として活性炭を導入する手段を含まない、請求項１１記載のシステム（１０）。
【請求項１３】
濾過配置（１２）の上流に位置し、燃焼排気が濾過配置（１２）に進入する前に燃焼排気から少なくとも一部の粒状物質を除去する予備手段（４００）を備える、請求項９記載のシステム（１０）。
【請求項１４】
濾過配置（１２）で燃焼排気から水銀を捕獲するために燃焼排気中に吸着剤（２０２）を導入する手段（２００）を備える、請求項９記載のシステム（１０）。
【請求項１５】
吸着剤（２０２）を導入する前記手段（２００）が、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より８０％以上少ない導入割合で吸着剤（２０２）を供給する、請求項１４記載のシステム（１０）。
【請求項１６】
吸着剤（２０２）を導入する前記手段（２００）が、幾何形状構成をもたないｅＰＴＦＥ層で燃焼排気から対応する量の水銀を捕獲するのに必要な吸着剤の導入割合より９０％以上少ない導入割合で吸着剤（２０２）を供給する、請求項１５記載のシステム（１０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２２３７５９（Ｐ２０１２−２２３７５９Ａ）
【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２０１２−９１４９２（Ｐ２０１２−９１４９２）
【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２０１２−９１４９２（Ｐ２０１２−９１４９２）
【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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