特許 5745058 ろ過装置およびろ過方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5745058

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】ろ過装置およびろ過方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/02 20060101AFI20150618BHJP

   B01D 53/50 20060101ALN20150618BHJP

   B01D 53/81 20060101ALN20150618BHJP

   B01D 53/68 20060101ALN20150618BHJP

【ＦＩ】

   B01D46/02 B

   !B01D53/34 123A

   !B01D53/34 134A

【請求項の数】15

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-527564(P2013-527564)

(86)(22)【出願日】2011年9月5日

(65)【公表番号】特表2013-539415(P2013-539415A)

(43)【公表日】2013年10月24日

(86)【国際出願番号】EP2011065286

(87)【国際公開番号】WO2012032003

(87)【国際公開日】20120315

【審査請求日】2014年6月9日

(31)【優先権主張番号】102010045000.6

(32)【優先日】2010年9月10日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】506195893

【氏名又は名称】ヘルディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング フィルターテヒニーク

(74)【代理人】

【識別番号】100091867

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 アキラ

(74)【代理人】

【識別番号】100154612

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】ヘルディング ウルス

(72)【発明者】

【氏名】ハイェク シュテファン

【審査官】 中村 泰三

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−００９２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２８６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１６３７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１０３４５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第３６０６７３６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ４６／００−５４

Ｂ０１Ｄ ５３／５０−８１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

異物を伴うガスを浄化するためのろ過装置（１０）であって、
− 未処理ガス側に少なくとも１つのろ過面を有する少なくとも１つのろ過ユニット（１２）と、
− 前記未処理ガス側で前記ろ過ユニット（１２）に堆積された物質を除去するために、対向流原理に従い前記ろ過ユニット（１２）が加圧空気の作用を受けることができるように、前記ろ過ユニット（１２）の上でその清浄ガス側に配置された加圧空気浄化ユニットと、
− 流動床装置（５５）と
を含み、前記ろ過ユニットのろ過面に、異物を含有する未処理ガス流（４４）を供給可能であり、前記未処理ガス流（４４）におよび／または前記ろ過面にろ過助剤を供給可能であり、前記加圧空気浄化ユニットでは、前記ろ過ユニットのろ過面に付着しろ過助剤と異物から成る凝集体を取り除くことができ、前記流動床装置は、少なくとも１つのノズル（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ）を有するノズル装置（５２）を設けかつ前記ろ過ユニットの下に配置された環状導管（４６）を備える搬送流体導入装置（４６、４８、５０、５２）を含み、作動中の前記環状導管（４６）が搬送流体により作用を受けることで、作動中に、前記ノズル装置（５２）の下流に、前記ろ過ユニット（１２）に向けられかつ重力に抗して作用する搬送流体流（５４）を形成する、取り除かれたろ過助剤と異物から成る凝集体を、少なくとも部分的にろ過煙霧として前記ろ過ユニット（１２）の周囲に保持して、ろ過面への再付着を可能にする、ろ過装置。

【請求項2】

前記ろ過ユニット（１２）の周囲で、特に前記ろ過煙霧層で、前記未処理ガス側に乱流を生成できる渦流装置をさらに含む、請求項１に記載のろ過装置（１０）。

【請求項3】

連続的な搬送流体流を生じるように前記搬送流体導入装置（４６、４８、５０、５２）が構成されている、請求項１または２に記載のろ過装置（１０）。

【請求項4】

所定の質量密度を超えた粒子が浮遊状態でもはや保持されず、前記ろ過煙霧層から脱落するように、前記搬送流体導入装置（４６、４８、５０、５２）が制御可能である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のろ過装置（１０）。

【請求項5】

前記ろ過ユニット（１２）の前記未処理ガス側が面する少なくとも１つの未処理ガス空間（１５）を画定するハウジング（１８）をさらに含み、前記ハウジング（１８）が、前記未処理ガス空間（１５）に通じる少なくとも１つの未処理ガス流入開口部（１８）を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のろ過装置（１０）。

【請求項6】

前記ハウジング（１８）が、前記未処理ガス空間（１５）に通じる少なくとも１つのさらなる流入開口部（２０）を有し、前記さらなる流入開口部（２０）を通して前記ろ過助剤を供給することができる、請求項５に記載のろ過装置（１０）。

【請求項7】

前記未処理ガス流（４４）が、前記ろ過ユニット（１２）の下で前記搬送流体流（５４）と合流する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のろ過装置（１０）。

【請求項8】

前記未処理ガス側に付設された、再使用不能の粒子用の収集容器（２４）をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のろ過装置（１０）。

【請求項9】

前記収集容器（２４）が流動化装置（３６、３８、４０）を有し、前記流動化装置（３６、３８、４０）を通じて、前記収集容器（２４）内に存する物質は、その流動性が保持されたままであるようにガスにより作用を受けることができる、請求項８に記載のろ過装置（１０）。

【請求項10】

搬送手段（５８）をさらに有し、前記搬送手段（５８）を通じて前記収集容器（２４）から物質を前記ろ過ユニット（１２）の上流の前記ろ過煙霧層および／または前記未処理ガス流（４４）に供給できる、請求項８または９に記載のろ過装置（１０）。

【請求項11】

前記ろ過ユニット（１２）が、剛体フィルタとして形成されている少なくとも１つのろ過要素（１４）を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のろ過装置（１０）。

【請求項12】

前記ろ過要素（１４）が、主な構成要素として特に焼結されたポリエチレン粒子を含有する焼結材料から成る基体を有し、前記基体にポリテトラフルオロエチレン粒子を含有する表面コーティングが設けられるか、前記ろ過要素（１４）がポリエチレンチューブの構成物から形成され、前記ポリエチレンチューブのそれぞれにポリテトラフルオロエチレンから成るろ過膜が積層されている、請求項１１に記載のろ過装置（１０）。

【請求項13】

前記ハウジング（１８）が、対応する蓋によって閉鎖可能である少なくとも１つの横ハウジング開口部を有し、前記横ハウジング開口部が前記ろ過ユニット（１２）の高さに配置されており、前記横ハウジング開口部を介して前記ろ過要素（１４）を挿入することができる、請求項６〜１２のいずれか一項に記載のろ過装置（１０）。

【請求項14】

前記ろ過装置（１０）が、粘着性および／またはタール状の異物を含有する排気を浄化するための装置における、特に以下に示すタイプ、すなわち、
− 湿潤塗装設備での空気汚染物質を取り除くための装置、
− 乾燥塗装設備での空気汚染物質を取り除くための装置、
− レーザービーム溶接設備または他の溶接ヒューム排出装置での空気汚染物質を取り除くための装置、
− 煙道ガス、特に燃焼プロセスで発生する煙道ガスの汚染物質を取り除くための装置、
− キャビティ封止設備での空気汚染物質を取り除くための装置、
− 金属部品を接着結合する設備での空気汚染物質を取り除くための装置、
− ガス状汚染物質と化学反応する化学吸着ろ過助剤の添加により排ガス流中のガス状汚染物質を取り除くための装置、
のうちの１つの装置における、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のろ過装置（１０）の使用法。

【請求項15】

− 異物を含有する未処理ガス流（４４）を、未処理ガス側で少なくとも１つのろ過面を有する少なくとも１つのろ過ユニット（１２）に供給するステップであって、前記未処理ガス流（４４）におよび／または前記ろ過面にろ過助剤が供給され、前記ろ過面に付着しろ過助剤と異物から成る凝集体が、前記ろ過ユニット（１２）の上でその清浄ガス側に配置され対向流原理に従う加圧空気浄化ユニットによって、取り除かれる、供給ステップと、
− 少なくとも１つのノズル（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ）を有するノズル装置（５２）を設けかつ前記ろ過ユニットの下に配置された環状導管（４６）に、搬送流体を作用させ、前記ノズル装置（５２）の下流に、前記ろ過ユニット（１２）に向けられかつ重力に抗して作用する搬送流体流（５４）を生成して、取り除かれたろ過助剤と異物から成る凝集体を、少なくとも部分的にろ過煙霧として前記ろ過ユニット（１２）の周囲に保持して、ろ過面への再付着を可能するステップと
を有する、異物を伴うガスを浄化する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は夾雑物または異物を伴うガスを浄化するろ過装置に関し、詳細には乾燥ろ過を採用するろ過装置に、ならびに夾雑物または異物を伴うガスをろ過する対応する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

乾燥ろ過を採用するろ過装置は、幅広い産業の設備において生じる排気または他の排ガス（以下で一般に排気と称する）を浄化するために、さまざまな利用において使用されている。湿潤ろ過装置、例えばすすぎシステムを超える乾燥フィルタの非常に明確な有利性は、取り除かれて現れた異物の、それらが液相に固定されて現れないことによる比較的簡単な処理である。

【0003】

しかしながら、粘着性の異物が排気に含有されている時、現在問題がある。これは、例えば、排気がタール状の微粉を含有する場合、または塗装／ワニス塗布設備、特に湿潤式の塗装／ワニス塗布設備からの排気の場合である。問題の理由は、そのような粘着性の異物はフィルタの微孔の中に好んで定着し、徐々にフィルタを目詰まりさせるということである。粘着性のため、それらはろ過面にしっかり付着し、ひいては乾燥ろ過に一般的に適用されるような加圧空気を採用する浄化システムを使用することによってろ過面から除去することができない。従ってフィルタは急速にその浄化能力を失い、交換されなければならない。

【0004】

粘着性の異物を含有する排気をろ過するために乾燥フィルタが使用される時、ろ過助剤を添加することが知られている。これは、乾燥フィルタに供給される未処理ガス流にろ過助剤を注入することにより乾燥フィルタの上流で行うことができる。ろ過助剤が異物と接触する前に、乾燥フィルタの未処理ガス側のろ過面をろ過助剤でコーティングすることも可能である（いわゆる「プレコーティング」）。ろ過助剤は排気中の粘着性異物と結合を形成し、ろ過助剤と異物とにより形成された凝集体が確実にその基面に付着し、その凝集体が従来の浄化方法を使用して容易に除去され得るように意図されている。ろ過助剤を乾燥フィルタの上流の未処理ガス流に直接添加する例が特許文献１に開示されている。ろ過面をろ過助剤でプレコーティングすることは、例えば特許文献２から知られている。さらに両方の文書には、フィルタの浄化後に生じる物質を収集するために、およびその物質を、任意選択的には処理した後、未処理ガス流に戻すために設けられた方策がある。

【0005】

特許文献３および特許文献４は、ろ過ユニットの浄化後に生じる物質を収集容器に収集し、収集した物質を、ろ過面に再付着するように加圧空気を吹き込むことによって収集容器の中で撹拌する方法を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】ＤＥ ４２ １１ ４６５ Ｃ２

【特許文献2】ＤＥ １９７ １５ １９５ Ａ１

【特許文献3】ＤＥ １９９ ２４ １３０ Ａ１

【特許文献4】ＤＥ １０３ ６１ ２６６ Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

記載した種類の、具体的にはろ過助剤のより有効な利用を可能にする改善されたろ過装置を利用可能にすることが本発明の目的である。それに加えて、異物を伴うガスをろ過する対応した方法が示される。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この目的を達成するために、本発明は、異物を伴うガスを浄化するためのろ過装置、ならびに異物を伴うガスをろ過するための対応する方法を提案し、異物を含有する未処理ガス流が供給され得る未処置または未処理ガス側に少なくとも１つのろ過面を有する少なくとも１つのろ過ユニットが提供されていることを含み、ろ過助剤を未処理ガス流および／または未処理ガス側のろ過面に供給できる。未処理ガス側のろ過面に付着されたろ過助剤および／または異物を除去できる。それに加えて、除去されたろ過助剤および／または異物をろ過ユニットの周囲にろ過煙霧として少なくとも部分的に保持することができ、および／または未処理ガス側のろ過面に再付着させることができるように搬送流体流を生成することができる流動床装置が提供される。用語「ろ過煙霧」は、浮遊粒子の直径の制限を暗示することなく、搬送流体流中の固体および／または液体浮遊粒子の混合物を指定するためにかなり一般的な形において本明細書で使用される。粒子が重力のために煙霧層から除去される前、どのサイズまで成長し得るかは、主に搬送流体流の特性に依存している。搬送流体流の適切な調整により、１００μｍを超える直径の粒子を浮遊させ続けることが容易に可能である。

【0009】

ろ過面に付着している物質を、一般に周期的に実施される浄化プロセスにおいてろ過面から再び分離できるという意味で、ろ過面を浄化することができる。時間間隔は一般に、ろ過面の目詰まりを考慮して選択され、ろ過ステージを横切る所定の圧力損失を超えないように選択される。

【0010】

ろ過助剤（そのようなろ過助剤の例は岩粉（沈泥サイズの粉砕された岩）または他の鉱物の微粉である）の添加により、ろ過助剤とそれに付着した異物とで構成された凝集体の形成がもたらされる。そのような凝集体は純粋な異物よりはるかに粘着性で劣り、その結果、そのような凝集体は純粋な異物よりかなり容易にろ過面から分離する。従って乾燥フィルタを採用するろ過装置の効果的な使用が、湿潤または乾燥式の塗装またはワニス塗布設備の排気のような、粘着性異物を含有する排気の浄化にも首尾よく可能である。

【0011】

異物とろ過助剤の十分な凝集が十分に速く生じるために、比較的大量のろ過助剤を添加することが得策である。これはさらに、ろ過面全体がろ過助剤の層で、ことによるとろ過助剤に付着した異物で、短時間の内にコーティングされ、従ってろ過面を保護することを保証する。しかしながら、この方法は、添加されたろ過助剤のより少ない割合のみが一回の浄化サイクル内で凝集体を形成したことを意味する。勿論、可能な限り効果的に補助物質を使用するための、すなわち、添加された全てのろ過助剤を、ろ過助剤と付着した異物との凝集体へ転換し得るための努力は続けられている。これにより、フィルタの浄化の際に結果として生じるろ過助剤と異物との混合物を、可能な限りの変形が、すなわち異物によるろ過助剤の被覆が生じるまで、繰り返し再使用するという考えが考案された。

【0012】

しかしながら、未処理ガスまたはろ過面の浄化運転で除去された物質の供給を更新することは問題があることが分かった。何故なら、ろ過面から除去され床にあるいは別個の容器に収集される物質は、再び分離することが困難なケーキ状構造を形成することが多いからである。物質が再びろ過面に付着する程度に物質を攪拌する目的で、床に収集された物質に加圧空気を吹き込むことさえ、部分的に満足のいく結果しか得られない。従って本発明はこれまでで完全に新規な手法を提案する。浄化運転においてろ過面から除去された物質を途中で捕捉し、容器にあるいは未処理ガス空間の床に収集する代わりに、この物質は可能な限りろ過面の近くに維持される。これにより、一方でこの物質が未処理ガス流との接触を迅速に再形成すること、および他方でろ過面と接触したままであることが可能になる。このように、さらなる凝集体を形成すること、あるいは追加的な異物もしくは他の凝集体を付着することにより既に存在する凝集体をさらに成長させることが可能である。さらに、取り除かれた物質を迅速にろ過面に再付着すること、ひいては保護コーティングを提供することも可能である。記載した方法は、実際には連続的に実行することができる。ろ過面を浄化しかつ新たにコーティングする目的で装置を停止することは、もはや必須ではない。

【0013】

流動床の助力により、ろ過面から分離された物質を保持できることが分かった。物質は、搬送流体流によって「浮遊」状態に保持される流動床中の煙霧層を形成する。渦流床として知られる構成で動作する「流動床」において、一般に直接上向きである、すなわち重力に対抗する搬送流体の流れは、異物、ろ過助剤およびそれらで形成される凝集体から形成される固相の個々の粒子間を流れ、個々の粒子が流動した状態に保持されるように、言わば「浮遊」されるように、個々の粒子と協働する。この流動床装置は、異物、ろ過助剤およびそれらによって形成された凝集体から形成された固相が、未処理ガスに伴われた追加の異物と最適な接触を確立できるように、ひいては非常に効率的にさらなる凝集体を形成するように、あるいは既に形成されている凝集体をさらに成長させるように、調整することができる。流動化された固相がろ過面の近くに保持される時、浄化運転の後短時間のうちにろ過面を保護層で再び首尾よくコーティングすることがさらに可能である。

【0014】

搬送流体の流れを手段として、ろ過助剤と異物との凝集体が流動した形態で搬送され得るために有することが許容される最大質量密度を調整することができる。凝集体はこの限界質量密度を超えた時、徐々にさらに落下し、最終的に流動床から完全に脱落する。追加の異物を付着させるためのおよびろ過面をコーティングするためのさらなる使用がもはや望まれない既に飽和した凝集体は、従って、脱落によりろ過装置から上手く除去することができる。使用済みの凝集体が流動床から脱落する範囲で、未使用のろ過助剤を連続的に添加することができる。従って、使用済みろ過助剤を交換するためにろ過装置を停止する必要はない。

【0015】

運転中、流動床装置は、ろ過助剤、異物、およびろ過助剤とそれに付着した異物との凝集体のろ過煙霧層を形成すると好ましい。ろ過煙霧層は、ろ過ユニットの底側の高さあるいはそれをわずかに下回る高さの下限から、ろ過ユニットの上側の高さあるいはそれをわずかに上回る高さもしくはそれをさらに上回る上限まで、垂直方向に延在する。一例において、ろ過煙霧層は、ろ過ユニットの底側を最大９０ｃｍ、好ましくは最大６０ｃｍ、最も好ましくは最大５０ｃｍ下回って延在することができる。

【0016】

搬送流体として、具体的にはろ過ユニットの未処理ガス側に存在する搬送ガス（例えば空気）を使用することができる。搬送流体は未処理ガス流自体を含んでもよく、最も簡単な場合、未処理ガス流を形成するガスによって構成することができる。そのような場合、流動床装置は、未処理ガス側で、具体的にはろ過煙霧層の、上方へ向けられた、好ましくは乱れた流れを生成し得る渦流装置を含むと好ましい。渦流装置は、どんな形であれ未処理ガス流に存在する渦を形成する傾向を強めて、ろ過煙霧層の中に流動床が形成されるようにし、ろ過煙霧層はろ過煙霧がこの層に安定的に保持され続けるようにするが、それにもかかわらず、凝集を促すことができるように、およびろ過面に保護コーティングを効果的に形成するように、良好な混合がろ過煙霧層内に発生する。

【0017】

流動床装置は好ましくは搬送流体導入装置をさらに含むことができ、搬送流体導入装置により搬送流体によってろ過ユニットの未処理ガス側に影響を及ぼすことができる。搬送流体は、未処理ガス流に加えて、搬送流体流を形成することができる。さらに、導入された搬送流体の渦流を引き起こすように搬送流体導入装置を設計することもできる。さらに、上方へ向けられた搬送流体流がもたらされるような方法で搬送流体を導入することが得策である。渦流／搬送流体導入装置によって生成された搬送流体流を使用する利点は、搬送流体流を、例えば渦流および／または搬送流体導入装置の対応する設計および／または制御により、所定の限界密度より重い粒子をもはや浮遊した状態に保持せず、ろ過煙霧層から脱落させるように調整できることにある。

【0018】

渦流および／または搬送流体導入装置は、例えばろ過ユニットの下に配置され、少なくとも１つの、好ましくはいくつかのノズルを含むノズル装置が設けられた環状導管を含んでもよい。運転中、搬送流体流がノズル装置の下流に形成され、ろ過ユニットに向けられ、重力に対抗して移動するように、運転中、環状導管は搬送流体により作用されてもよい。代替手段として、ろ過ユニットの下に、流動化用開口部（例えば溝穴）を備えた流動化用床面または基礎部材があってもよい。この流動化用床面は、搬送流体が流動化用開口部を流れ、流動化用床面の下流でろ過ユニットに向けられ重力に対抗して移動する搬送流体流を形成するように、底側から搬送流体がかかる。

【0019】

渦流および／または搬送流体導入装置は、連続的に運転する手段として提供することができる。搬送流体導入装置が十分な強さの搬送流体流を生成する時、搬送流体流の強度は概ね未処理ガス流から独立して設定することができる。

【0020】

実施形態において、ろ過装置は、ろ過ユニットの未処理ガス側に面した少なくとも１つの未処理ガス空間を画定し、未処理ガス空間に通じる少なくとも１つの未処理ガス流入開口部を有するハウジングを含むことができる。未処理ガス流は前記未処理ガス流入開口部を通って未処理ガス空間に入る。ハウジングは一般に清浄ガス空間も確定し、清浄ガス空間はろ過ユニットの清浄ガス側に面し、清浄ガス空間に通じるろ過された清浄ガス用の流出開口部を有する。

【0021】

好都合な実施形態では、未処理ガス流入開口部を、ほぼろ過ユニットの高さに、あるいはそれをわずかに下回る高さに配置できることが分かった。これは特に、下からの搬送流体流がある時、この搬送流体流はろ過ユニットの下の、中に含有された異物を伴う未処理ガス流と混合するので得策である。搬送流体流はろ過助剤も搬送するので、これはろ過助剤と異物との効果的な凝集をもたらす。

【0022】

さらなる実施形態では、ハウジングは、未処理ガス空間に通じる少なくとも１つの追加的な流入開口部を有してもよく、その開口部を通ってろ過助剤を供給することができる。供給されるろ過助剤は、純粋なろ過助剤か、もしくは少量の異物が付加されたろ過助剤であり得る。追加的な流入開口部が同じくろ過ユニットの高さにあるいはそれをわずかに下回る高さに配置されると都合がよい。流動床から放出された物質と置き換えるために、ろ過助剤をこの追加的流入開口部から、所定の間隔でまたはろ過助剤の連続流として、供給することができる。場合により要求されるろ過装置の初期コーティングも、追加的流入開口部を介して実行することができる。任意選択的に、この追加的流入開口部を、ろ過ユニットの浄化後に生じかつ流動床から分かれたわずかに異物が混入したろ過助剤を供給するために使用することもできる。流動床から分かれたろ過助剤は、異物がわずかに混入されているが、まださらに異物が付着できる低い程度だけ異物が付着または凝集したろ過助剤である。

【0023】

代替手段としてまたは追加的に、ろ過ユニット上流の未処理ガス流に開口するさらなるろ過助剤供給手段が設けられてもよい。このさらなるろ過助剤供給手段の使用により、一方で未処理ガス流に新しいろ過助剤を供給してもよいが、他方で流動床から分かれ異物がわずかに混入されたろ過助剤を供給してもよい。

【0024】

実施形態において、未処理ガス流の流入開口部は、未処理ガス流が搬送流体流と約９０度の角度で合流するように配置することができる。未処理ガス流が搬送流体流とろ過ユニットの下で結合すると特に都合がよい。

【0025】

さらにろ過装置は、再使用できない粒子用の収集容器を備えてもよく、収集容器は未処理ガス側に関連付けられる。再使用できない粒子は、異物のさらなる付着がもはや効果的にできないような高い程度まで異物が被覆したまたは付加されたろ過助剤と異物との「飽和した」凝集体である。そのような飽和した凝集体は、異物単独よりおよびまた異物が付加されていないあるいはほんのわずか付加されているろ過助剤よりかなり質量高い密度を有する。搬送流体流の調整に依存して、流動床内で浮遊状態に保持され得る粒子の最大質量密度を調整することが可能である。凝集体がこの質量密度より重くなるとすぐに、凝集体はろ過煙霧層を脱落し、下の収集容器に収集され得る。収集容器は最も低い地点に廃棄開口部を有すると好ましく、廃棄開口部を介して物質を収集容器から放出することができる。これは例えば真空搬送手段を使用して実行することができる。

【0026】

収集容器は例えばろ過ユニットの下に配置されかつ実質的に漏斗状の構成を有するハウジング部分の下に配置することができる。

【0027】

使用不能になった凝集体の収集容器からの放出を促進するために、収集容器は流動化装置をさらに有してもよい。その流動化装置を介して、収集容器内の物質は、その流動性が保持されるようにガスによる作用を受けることができる。これに関して、流動化装置を、連続的にまたは収集容器に収集された物質を放出する間一時的に作動させることができる。

【0028】

収集容器はさらに連動する搬送手段を有してもよく、それを介して物質を収集容器から回収してろ過煙霧層へおよび／またはろ過ユニット上流の未処理ガス流へ供給することができる。そのような搬送手段は、特にろ過装置の再始動状態における補助であってもよく、ろ過装置の停止およびそれに伴う搬送流体流の避けられない崩壊の際にろ過煙霧層から収集容器へ落下した粒子が、ろ過装置が再始動される時、収集容器から回収され、ろ過煙霧層および未処理ガス流へ戻ることをそれぞれ可能にする。装置の停止後収集容器に存するろ過煙霧層からの物質に関して、一般にろ過助剤としてまだ使用可能である。搬送手段がなければ、この物質は廃棄しなければならないであろう。搬送手段は、例えば低圧注入器の形態の正圧で、真空搬送手段として負圧で、あるいは固体ポンプ、特に固体薄膜ポンプ式の圧力による流動化した形態において、空気圧式に作動させることができる。

【0029】

浄化は、ろ過ユニットと連動する浄化ユニットによって実行することができる。浄化手段は、未処理ガス側のろ過ユニットに堆積した物質を除去するために、対向流原理に従いろ過ユニットに加圧空気が供給され得るように、ろ過ユニットの上に、ろ過ユニットの清浄ガス側に配置された加圧空気浄化ユニットを備えてもよい。ろ過ユニットが複数のろ過要素を有する時、ろ過要素の一部のみを交互に連続式に浄化して、その結果、浮遊され続ける必要があるろ過助剤および／または異物ができるだけ均一な量取り除かれるように、加圧空気浄化ユニットを制御することができる。

【0030】

ろ過ユニットが剛体フィルタの形態の少なくとも１つのろ過要素を有すると好ましい。

【0031】

実施形態において、ろ過要素は、好ましくは主な構成要素として焼結ポリエチレン（ＰＥ）粒子を含有する焼結材料の基体を有してもよい。基体にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粒子を含有する表面コーティングを提供することができる。

【0032】

代替実施形態において、ＰＴＦＥのろ過膜が各ＰＥ体に積層されたＰＥ体、特にＰＥチューブの構成でろ過要素を形成することができる。

【0033】

実施形態において、ハウジングは、対応する蓋によって閉鎖可能でありかつろ過要素の高さに配置された少なくとも１つの横ハウジング開口部を有してもよく、その開口部を介して、ろ過要素を上部および下部ろ過モジュールにそれぞれ挿入することができる。ハウジングは、ろ過ユニットを囲む部分において、例えば円筒状もしくは矩形構造であってもよく、その最も低い位置で収集容器に続く場合もある下部漏斗状部分と一体化してもよい。

【0034】

使用可能なろ過助剤は、具体的には岩粉（沈泥サイズの粉砕された岩）、例えば重質炭酸カルシウムおよび他の鉱物の微粉である。

【0035】

ろ過ユニットの上流に、好ましくはすすぎシステムまたは遠心式分離器を備えた、粗い混入物を予め分離する予備分離ステージをさらに配置することができる。

【0036】

また、好ましくは深層負荷フィルタ（depth-loading filter）／貯留フィルタを含む追加的なろ過ステージをろ過ユニットの下流に配置してもよい。この下流ろ過ステージを定期的に検査することによって、ろ過ユニットの故障または劣化を検出可能であり、ろ過ユニットは場合により交換され得る。下流ろ過ステージはさらに、浄化されていない排気が設備から排出し得ることを防止する。

【0037】

記載したろ過装置の好ましい使用分野は、粘着性および／またはタール状の異物を含有する排気が生成される機器および装置である。本発明による装置は、特に以下に示した種類のうちの１つの設備に設置可能であり、価値ある役務を提供する装置であることが分かっている。
− 湿潤塗装設備の空気汚染物質を取り除くための装置
− 乾燥塗装設備の空気汚染物質を取り除くための装置
− レーザービーム溶接設備または他の溶接ヒューム抽出装置の空気汚染物質を取り除くための装置
− 煙道ガス、特に燃焼プロセスで発生する煙道ガスの空気汚染物質を取り除くための装置（そのような燃焼プロセスにおいて、排ガスから汚染物質として除去する必要のある高い頻度で発現するタール状または煤状生成物がある）
− キャビティ封止設備の空気汚染物質を取り除くための装置
− 金属部品を接着結合する工場の空気汚染物質を取り除くための装置
− ガス状汚染物質と化学反応する化学吸着ろ過助剤の添加により排ガス流中のガス状汚染物質を取り除くための装置（例えば、排ガスに含有される二酸化硫黄、ＳＯ_２またはＨＣｌガスは、ろ過助剤として水酸化カルシウム、Ｃａ（ＯＨ）_２を添加することにより乾燥フィルタに効果的に堆積させることが可能で、化学吸着は排ガスからの固体または液体煙霧の除去と同時に発生する）。

【0038】

本発明によれば、前記の装置が使用される、異物を伴うガスを浄化する方法がさらに提案される。この方法は、特に異物を含有する未処理ガス流を、未処理ガス側に少なくとも１つのろ過面を有する少なくとも１つのろ過ユニットに供給することを必要とし、ろ過助剤は未処理ガス流におよび／またはろ過面に供給される。さらに、ろ過面に付着したろ過助剤および／または異物は取り除かれ、取り除かれたろ過助剤および／または異物がろ過ユニットの周囲にろ過煙霧として少なくとも部分的に保持され、ろ過面に再付着できるように、搬送流体流が生成される。

【0039】

本発明を、図面に示される実施形態を用いて、以下でより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】実施形態に係る異物を伴うガスを浄化するためのろ過装置の側面図を示す。

【図2】図１の描写に対して９０度回転させた側面図での図１の装置を示す。

【発明を実施するための形態】

【0041】

図１および２はそれぞれ、互いに９０度回転させた側面図において、実施形態に従う異物を伴うガスを浄化するためのろ過装置１０を示す。装置１０はろ過ユニット１２（図１には示されず、図２がろ過ユニット１２のろ過要素１４の１つの外形を示す）を含む。ろ過ユニット１２はハウジング１８上部の未処理ガス流入開口部１６より上に取り付けられる。ハウジング１８は明確にするために省略されている。ろ過ユニット１２は、その取付位置のろ過要素１４の１つを示す図２において概略的に示されているような、剛体フィルタの形態で設けられ、共通の上部支持材に取り付けられ、垂直方向に互いに平行に延在するいくつかのろ過要素１４を含む。

【0042】

未処理ガス空間１５を囲繞するハウジング１８の下部において、図１および２に示されているように、未処理ガス流入開口部１６に加えて追加的な流入開口部２０ならびにフラップ２２が形成される。これら開口部１６、２０、２２の全ては、下部ハウジング部分１８の環状上部１８ａにおいて実質的に同じ高さに配置される。前記上部１８ａの下に続く範囲１８ｂにおいて、ハウジング１８は、下方に向かって先が細くなる側壁を有する漏斗の形態をとる。ハウジング１８の底側に続いて、使用不能になった物質を収集するための収集容器２４が設けられ、その先でそのような物質は、収集容器２４の最も低い地点に存する廃棄開口部２６を通してかつ廃棄漏斗２８を通して真空搬送手段３０へ放出され、図１の矢印３２によって示されるように廃棄される。廃棄漏斗２８は通常その最も低い位置で弁３４によって閉鎖され、物質が収集容器２４から放出される時だけ一時的に開放される。収集容器２４に収集され、一般的に非常に広範囲に異物が付着され、比較的長期にわたりそこに存在し得る物質の廃棄を確実にするために、接続部３８を介して空気が供給される斜めに延在する流動化用床面２６が収集容器２４に設けられる。前記接続部３８は、４０で概略的にのみ示されるファンが接続され、それにより加圧空気が流動化用床面３６へ供給される。ファン４０内で生成された空気流は、収集容器２４に収集されている物質が、一方で良好な流動性を有し、ひいては廃棄開口部２６を介して容易に放出され得るように攪拌されるように、しかし他方でこの物質が収集容器２４からハウジング１８にも未処理ガス空間１５にもそれぞれ戻れないように調整される。

【0043】

矢印４４によって概略的に示される未処理ガス流は、装置１０によって排除される異物を伴い、未処理ガス流入開口部１６を介してハウジング１８に囲繞される未処理ガス空間１５に流入するが、この時前記空間１５はろ過ユニット１２の未処理ガス側によって上部で閉鎖されている。未処理ガス流４４は、前記未処理ガス空間１５へ流入すると、ろ過ユニット１２へ運ばれる。ハウジング１８の未処理ガス流入開口部１６と反対の側に、追加的な流入開口部２０が設けられ、それを介して一般に岩粉であるろ過助剤が供給容器（不図示）から未処理ガス空間１５へ供給される。ろ過助剤流は図１において矢印４５によって示されている。

【0044】

漏斗状ハウジング範囲１８ｂの下部に、ハウジング１８ｂを貫いて水平に伸びる環状導管４６に接続された接続部４８が設けられる。環状導管４６は収集容器２４の上に位置付けられ、具体的には収集容器２４に収集される物質の上に常に位置付けられる。接続部４８に接続されているのは、同じく図２において概略的にのみ示されているさらなるファン５０である。ファン５０はファン４０のようにサイドチャネルブロワを含んでもよい。好ましい実施形態では、ファン５０は装置１０の運転中連続的に運転される。

【0045】

環状導管４６は、図２において概略的に示されるいくつかのノズル５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄが中に形成される。ノズル装置５２を構成するこれらノズル５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを介して、ファン５０で生成され、接続部４８を介して環状導管４６へ導入される加圧空気は送給され、漏斗状ハウジング範囲１８ｂの内壁によって偏向されると実質的に垂直に上方へ向けられる搬送流体流５４を形成する。この搬送流体流５４は図中、点線の円弧状曲線によって外形を描かれている。搬送流体流５４は、ノズル装置５２を起点とし、ファン５０によって生成されるガス圧によって、およびノズル５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｓの幾何学的配置ならびにハウジング１８に対するその配置によって決定される速度で上方へ移動する。ノズル装置５２、接続部４８およびファン５０を備えた環状導管４６は、ファン５０の運転中、搬送流体流５４を形成する流動床装置５５の一部である。

【0046】

未処理ガス流入開口部１６の高さで、搬送流体流５４が未処理ガス流４４と結合される。これには、未処理ガス流４４に伴われた異物が搬送流体流５４とともに上方へ搬送され、ひいてはろ過ユニット１２へ輸送されるという効果がある。必要であれば、ろ過助剤が追加的な流入開口部２０を介して導入され、ろ過助剤４５の流れが同じく搬送流体流５４によって混合され、その結果ろ過助剤は搬送流体流５４に伴われ、ろ過ユニット１２に向かって上方へ輸送される。ろ過ユニット１２への途中でこれら流れ５４、４４および４５は混合する。この結果、未処理ガス流４４に伴われた異物がろ過助剤と衝突し、ろ過ユニット１２のろ過表面に付着する凝集体を形成する。

【0047】

ろ過ユニット１２は、関連する加圧空気浄化ユニットを有する。加圧空気浄化ユニットは図には示されず、ろ過要素１４の上のろ過ユニット１２の清浄ガス側に位置付けられる。特定の間隔で、加圧空気浄化ユニットは特定のろ過要素１４を作動して、それが清浄ガス側から圧力波を受けるようにする。圧力波には、本明細書において前述したような純粋なろ過助剤か、異物が付着されたろ過助剤の凝集体のどちらかを含む各ろ過要素１４の未処理ガス側に付着した物質をろ過要素１４から分離し、重力により落下させる効果がある。

【0048】

取り除かれた粒子（言及されたように、ろ過助剤か異物が付着したろ過助剤の凝集体のどちらか）は、ろ過要素１４から分離されると、搬送流体流５４の影響を受けるや否や、重力による下方向への力を受けるばかりでなく、搬送流体の上方への流れによる上方向の力も受ける。これには、これら粒子が、少なくとも特定の限界密度を超えない限り、さらに下方へ移動せず、重力と搬送流体流５４によってかけられる力とがつり合うまで再び上方へ移動するという効果がある。その結果、ほぼろ過ユニット１２の高さから未処理ガス流入開口部１６の高さまでの距離をカバーする特定の高さに、比較的安定したろ過煙霧層が形成される。このろ過煙霧層において、ろ過助剤、未処理ガスに伴われた異物、およびそれらによって形成された凝集体は、浮遊した状態に保持される。この状態は、少なくともまだ完全に飽和されていない凝集体の密度が、凝集体に異物を多量に付加するため限界密度を超えるまで保持される。

【0049】

搬送流体流５４の流速および／または未処理ガス流４４の流速は、搬送流体流５４において、少なくとも未処理ガス流４４との合流からのように、乱流が起きるように選択されると好ましい。そうしてろ過煙霧層は全体が安定したままであるが、この層の個々の粒子は乱流により混合される。乱流により効果的な凝集とろ過助剤によるろ過面の新しいコーティングとが強化される。

【0050】

ろ過ユニット１２の各ろ過要素１４の浄化が実行されるとすぐに、未処理ガス流に伴われた異物とのさらなる効果的な凝集を実行するため、ろ過煙霧層に十分な数のろ過助剤物質の粒子がある。その後、追加的流入開口部２０を介した新しいろ過助剤の供給は基本的になくてもよい。しかしながら、多数の異物がろ過助剤物質と付着することによってより重くなった装置１０内のそのような粒子は、ろ過煙霧層にもはや保持されず、収集容器２４に落下する。実際にこの効果は、そのような粒子がさらなる異物をもはや付着できず、ひいてはろ過助剤としてさらに使うことは基本的にできないので、望まれる。そのように生じた運転中のろ過助剤の連続的な損失は、新しいろ過助剤を追加的流入開口部２０を介して供給することによって釣り合わせることができる。

【0051】

装置１０の初期運転は、ファン５０をまず作動させ、従って搬送流体流５４を形成させることで最良に実行される。その後、追加的流入開口部２０を介してろ過助剤が供給される。これにより一方で安定したろ過煙霧層が形成され、他方でろ過助剤物質の第１保護コーティングがろ過ユニット１２のろ過面に早くも形成される。続いて未処理ガス流４４が未処理ガス流入開口部１６を介して添加される。ろ過ユニット１２の各ろ過要素１４を隔てた圧力差が、さらなる運転中、運転に特定されたものより大きくなるとすぐに（または特定の運転時間後）、このろ過要素１２の浄化が実行される。これによりろ過煙霧層用のさらなる物質が提供される。ろ過煙霧層から放出された使用済みろ過助剤の損失を補うためにろ過助剤を追加することは別として、新しいろ過助剤の追加は、遅くとも一度全てのろ過要素の浄化が完了するまで、なしで済ませることができる。

【0052】

装置１０はさらに注入手段５８を含む。この注入手段５８は、加圧空気流６２を低圧注入器６４へ、そしてそこから収集容器２４に供給するファン６０を有する。収集容器２４の低圧注入器６４と反対側に、低圧すすぎ器６６が収集容器２４に開口している。低圧すすぎ器６６は上方へ伸び、ほぼ未処理ガス流入開口部１６の高さで未処理ガス空間１５に開口している。代替手段として、低圧すすぎ器６６は、同じくさらに上流の位置で、未処理ガス流４４に開口することができる。

【0053】

注入手段５８は、装置１０が運転中断後に再始動される時の補助手段である。装置１０が停止された時かつろ過面が完全に覆われていたとしても、ろ過煙霧層は一般に、まだ完全に飽和されていない、ひいてはそのためまださらに使用できるろ過助剤物質をなおも含み得る。しかしながらファン５０が停止されるや否や搬送流体流５４は崩壊し、その結果、ろ過煙霧層内の全ての物質は収集容器２４に落下し、そこから実際に廃棄開口部２６を介して廃棄されなければならないだろう。この状況において、装置１０が再始動される時、低圧注入手段５８により、実際にはまだ使用可能な収集容器２４の中に収集されている物質が収集容器２４から回収され、ろ過煙霧層に戻ることが可能になる。このため、ファン５０がまず起動され、搬送流体流５４を形成させる。この後、収集容器２４の底に存する物質を攪拌しかつ収集容器２４から容易に運び出せるように流動状態にするようにファン４０が起動される。その後、ファン６０が起動され、収集容器２４内に存する物質がすすぎ器ライン６６を介してろ過煙霧層に供給される。廃棄開口部２６はその時閉鎖されている。収集容器２４が空になるとすぐにファン６０を再び停止することができ、そして装置１０を本明細書中で前に記載したように運転することができる。

【0054】

低圧注入手段５８の代替手段として、収集容器２４に存在する物質を吸引によって回収し、物質をハウジング上流の未処理ガス流４４へ供給するために、または物質を未処理ガス流入開口部１６近くの未処理ガス流１５に直接搬送するために、真空搬送手段を設けることもできる。さらなる代替手段として、搬送を、例えば固体薄膜ポンプを使用して圧力を用いて流動化した形態で実行することができる。

【図1】

【図2】