特許 5930822 ＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置及びＣＤＱ設備の操業方法

(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】5930822

(24)【登録日】2016年5月13日

(45)【発行日】2016年6月8日

(54)【発明の名称】ＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置及びＣＤＱ設備の操業方法

(51)【国際特許分類】

   C10B 39/02 20060101AFI20160526BHJP

   B04C 5/28 20060101ALI20160526BHJP

【ＦＩ】

   C10B39/02

   B04C5/28

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-93250(P2012-93250)

(22)【出願日】2012年4月16日

(65)【公開番号】特開2013-221076(P2013-221076A)

(43)【公開日】2013年10月28日

【審査請求日】2014年11月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】新日鉄住金エンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390022873

【氏名又は名称】ＮＳプラント設計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100127155

【弁理士】

【氏名又は名称】来田 義弘

(74)【代理人】

【識別番号】100163267

【弁理士】

【氏名又は名称】今中 崇之

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(72)【発明者】

【氏名】江口 和也

(72)【発明者】

【氏名】横手 孝輔

【審査官】 村松 宏紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２０３２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１１４７６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｂ １／００−５７／１８

Ｂ０４Ｃ １／００−１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

赤熱コークスの冷却チャンバーから発生する循環ガスの保有する顕熱をボイラーによって回収し、前記ボイラーを通過した循環ガスを、マルチサイクロン集塵機及び左右に吸込み口を備え、前記マルチサイクロン集塵機の二次側に接続される両吸込み式ファンを介して前記冷却チャンバーに送り、定常負荷運転と該定常負荷運転時より前記循環ガスの風量を減らす低負荷運転とを交互に行うＣＤＱ設備において、
前記マルチサイクロン集塵機をそれぞれ複数のユニットサイクロンを有する（１＋２ｎ）の区画に左右均等に分割すると共に、前記各区画に通過する前記循環ガスのオンオフを行う開閉ダンパーを設け、前記低負荷運転時に前記両吸込み式ファンの左右の吸込み口の風量の均等化を行いながら、前記循環ガスの風量に応じて前記開閉ダンパーの開閉を行う制御手段を設け、前記両吸込み式ファンを通過するダスト濃度を一定値以下に保持することを特徴とするＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置。

【請求項2】

請求項１記載のマルチサイクロン集塵装置において、前記開閉ダンパーは分割された前記各区画の入側と出側にそれぞれ設けられていることを特徴とするＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載のマルチサイクロン集塵装置において、前記低負荷運転時に前記ユニットサイクロンに流れる前記循環ガスの風速を、前記定常負荷運転時の風速の６７％〜１２０％の範囲で制御することを特徴とするＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置。

【請求項4】

請求項１又は２記載のＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置において、前記（１＋２ｎ）の値は３又は５であることを特徴とするＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置。

【請求項5】

赤熱コークスの冷却チャンバーから発生する循環ガスの保有する顕熱をボイラーによって回収し、前記ボイラーを通過した循環ガスを、マルチサイクロン集塵機及び左右に吸込み口を備え、前記マルチサイクロン集塵機の二次側に接続される両吸込み式ファンを介して前記冷却チャンバーに送り、更に定常負荷運転と該定常負荷運転時より前記循環ガスの風量を減らす低負荷運転とを交互に行うＣＤＱ設備の操業方法において、
前記マルチサイクロン集塵機をそれぞれ複数のユニットサイクロンを有する（１＋２ｎ）の区画に左右均等に分割し、前記各区画に通過する前記循環ガスのオンオフを行う開閉ダンパーを設け、
前記定常負荷運転時に、前記マルチサイクロン集塵機の前記各区画の開閉ダンパーを全て開にし、前記両吸込み式ファンの定常負荷運転を行う第１工程と、
前記低負荷運転時に、前記両吸込み式ファンの風量を前記定常負荷運転時より減らすと共に、前記両吸込み式ファンの左右の吸込み口の風量の均等化を行いながら、前記循環ガスの風量に応じて前記開閉ダンパーの開閉を行って、前記循環ガスが通過する前記区画の風速を確保し、前記循環ガスに含まれるダスト濃度を一定値以下に保持する第２工程とを有することを特徴とするＣＤＱ設備の操業方法。

【請求項6】

請求項５記載のＣＤＱ設備の操業方法において、前記低負荷運転時に前記ユニットサイクロンに流れる前記循環ガスの風速を、前記定常負荷運転時の風速の６７％〜１２０％の範囲で制御することを特徴とするＣＤＱ設備の操業方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、赤熱コークスの冷却チャンバーから発生する循環ガス（主成分は窒素ガス）の保有する顕熱をボイラーによって回収し、ボイラーを通過した循環ガス中のダストを、マルチサイクロン集塵機によって回収し、両吸込み式ファンによって再度冷却チャンバーに送るＣＤＱ設備（コークス乾式消火設備）に係り、特に、この設備に使用するマルチサイクロン集塵装置及びこの設備の操業方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、コークス炉に付設して使用され、赤熱コークスを冷却チャンバーに入れて、循環ガス（不活性ガス）を通じて赤熱コークスを冷却し、冷却チャンバーから発生する高温の循環ガスの保有する顕熱をボイラーで回収し、二次集塵装置（通常、サイクロン）で除塵した後、ファンで冷却チャンバーを介して循環させるＣＤＱ設備が開示されている。そして、コークス炉の排出する赤熱コークスの量に対応するために循環する循環ガスの風量を変動させてボイラーで常に最大蒸気量を確保できるようにしている。このＣＤＱ設備では、ボイラーの出側に赤熱コークスから排出され循環ガスに含まれるダストを除去するＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置が使用されている。

【0003】

また、特許文献２には、ディーゼル機関の排ガスに含まれる煤塵を除去するマルチサイクロン集塵装置が提案されている。このマルチサイクロン集塵装置においては、集塵室に仕切りを設けて複数の区画に分割し、分割された各区画の入口に、排気ガスの流入を制御する開閉ダンパーを設け、全体の排気ガス流量が少ない場合、分割された所定の区画に流入する排気ガス流量を開閉ダンパーを用いて閉止して、残りの区画に流す排気ガス流量を大きくしている。その結果、残りの区画に設けられた各ユニットサイクロンの集塵性能が低下しないため、マルチサイクロン集塵装置の性能を維持できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−２９８５５４号公報

【特許文献2】特開平８−８０４５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のＣＤＱ設備は、循環する循環ガスの風量を変動させて稼働させているにもかかわらず、定格の循環ガスの風量で運転することで最大の集塵能力を発揮するようなＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置が使用されているが、循環ガスの流量を減らした場合、マルチサイクロンを通過する風量（即ち、風速）が下がり、遠心力を利用したこのようなマルチサイクロンにおいては、集塵の能力の低下が起こることについて何ら配慮がされていなかった。即ち、ＣＤＱ設備においては、赤熱コークスを冷却チャンバーに入れた後、所定時間（例えば、３時間）定常負荷運転（通常は設備の最大能力で行う）を行い、その後、コークス炉からの赤熱コークス供給が一時的に停止するとき等、赤熱コークスの処理量が減少するときに、風量を例えば最大負荷の４０％程度まで減少させる低負荷運転を例えば１時間行っている。

【0006】

ここで、低負荷運転時に循環ガスの量を減少した状態でＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置を運転すると、ＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置を通過する循環ガスに対する集塵能力が落ちて、循環ガスに含まれるダスト量及び平均粒径が増加していた。そのため、循環ガスの循環経路にある両吸込み式ファンの羽根は、粒径の大なものが増加したダストにより摩耗が加速して両吸込み式ファンの寿命が短くなるという問題が生じていた。

【0007】

この理由について詳細に説明すると、１つのサイクロン（以下、「ユニットサイクロン」と称する）の集塵効率と風量（即ち、風速）との関係は図８（ａ）に示すように、風量（風速）が落ちると集塵効率は下がる。また、図８（ｂ）に、ユニットサイクロンの風量と平均粒径比の関係を示すが、風量が減少するとダストの平均粒径比が増加する。

【0008】

一方、マルチサイクロン集塵装置の下流側に配置されるファンの羽根の摩耗量は、ダスト粒が有する運動エネルギーにより決定され、運動エネルギーは質量と風速の二乗に比例するが、質量はダスト粒径の三乗に比例するので、結局はダスト量とダスト粒径に大きく依存することになり、この様子を図８（ｃ）に示す。

【0009】

また、特許文献２のマルチサイクロン集塵装置は、排気ガス流量が変わっても使用する集塵室を限定して、風速を維持し、高い集塵効率を得ている技術が開示されているが、ディーゼル機関の煤塵を回収するものであるため、排ガスの質は、比較的広い粒度分布のダスト（即ち、コークス粉が主体）を有するＣＤＱ設備に使用する循環ガスとは異なっている。また、ＣＤＱ設備では省スペース化の要請のため、小型化ができ、しかも大きい循環ガスの風量を出力する両吸込み式ファンが使用されているが、特許文献２はこのような両吸込み式ファン及びこの両吸込み式ファンの羽根の摩耗についての考慮は全くなされていない。

【0010】

本発明は、ＣＤＱ設備において、循環する循環ガスの風量を変動させて稼働させても、集塵装置の除塵能力を維持して、循環ガスを循環させる両吸込み式ファンの羽根の摩耗を極力防止できるＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置及びＣＤＱ設備の操業方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記目的に沿う第１の発明に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置は、赤熱コークスの冷却チャンバーから発生する循環ガスの保有する顕熱をボイラーによって回収し、前記ボイラーを通過した循環ガスを、マルチサイクロン集塵機及び左右に吸込み口を備え、前記マルチサイクロン集塵機の二次側に接続される両吸込み式ファンを介して前記冷却チャンバーに送り、定常負荷運転と該定常負荷運転時より前記循環ガスの風量を減らす低負荷運転とを交互に行うＣＤＱ設備において、
前記マルチサイクロン集塵機をそれぞれ複数のユニットサイクロンを有する（１＋２ｎ）の区画に左右均等に分割すると共に、前記各区画に通過する前記循環ガスのオンオフを行う開閉ダンパーを設け、前記低負荷運転時に前記両吸込み式ファンの左右の吸込み口の風量の均等化を行いながら、前記循環ガスの風量に応じて前記開閉ダンパーの開閉を行う制御手段を設け、前記両吸込み式ファンを通過するダスト濃度を一定値以下に保持する。

【0012】

即ち、低負荷運転時に、ユニットサイクロンを通過する循環ガスの風速を定常負荷運転と同様な条件又はその近傍に維持するので、集塵効率を高い状態に維持すると共に、定常負荷運転時に除去されていた、両吸込み式ファンにとって特に有害な高粒径のダストも積極的に除去される。

【0013】

第１の発明に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置において、前記開閉ダンパーは分割された前記各区画の入側と出側にそれぞれ設けられていることが好ましい。なお、ここで、開閉ダンパーを区画の入側又は出側だけに設けると、複数の区画の一部のみを運転する場合、循環ガスが他の区画をバイパスする場合があり好ましくない。

【0014】

第１の発明に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置において、前記低負荷運転時に前記ユニットサイクロンに流れる前記循環ガスの風速を、前記定常負荷運転時の風速の６７％〜１２０％の範囲で制御するのが好ましい。なお、ユニットサイクロンに流れる循環ガスの風速をより上げることは除塵能力が上がり好ましいが、定常負荷運転時の６７％以上、より好ましくは８０％以上にすれば十分である。

【0015】

第１の発明に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置において、前記区画の個数（１＋２ｎ）の値は３又は５であるのが好ましい。区画の数が３の場合は、設備の構造が簡単であるが、数が増えると装置構成が複雑になるので、最大５とするのがよい。なお、左右対称に配置（左右均等に分割）される各区画の広さが異なる場合も本発明は適用される。

【0016】

前記目的に沿う第２の発明に係るＣＤＱ設備の操業方法は、赤熱コークスの冷却チャンバーから発生する循環ガスの保有する顕熱をボイラーによって回収し、前記ボイラーを通過した循環ガスを、マルチサイクロン集塵機及び左右に吸込み口を備え、前記マルチサイクロン集塵機の二次側に接続される両吸込み式ファンを介して前記冷却チャンバーに送り、更に定常負荷運転と該定常負荷運転時より前記循環ガスの風量を減らす低負荷運転とを交互に行うＣＤＱ設備の操業方法において、
前記マルチサイクロン集塵機をそれぞれ複数のユニットサイクロンを有する（１＋２ｎ）の区画に左右均等に分割し、前記各区画に通過する前記循環ガスのオンオフを行う開閉ダンパーを設け、
前記定常負荷運転時に、前記マルチサイクロン集塵機の前記各区画の開閉ダンパーを全て開にし、前記両吸込み式ファンの定常負荷運転を行う第１工程と、
前記低負荷運転時に、前記両吸込み式ファンの風量を前記定常負荷運転時より減らすと共に、前記両吸込み式ファンの左右の吸込み口の風量の均等化を行いながら、前記循環ガスの風量に応じて前記開閉ダンパーの開閉を行って、前記循環ガスが通過する前記区画の風速を確保し、前記循環ガスに含まれるダスト濃度を一定値以下に保持する第２工程とを有する。

【0017】

第２の発明に係るＣＤＱ設備の操業方法において、前記低負荷運転時に前記ユニットサイクロンに流れる前記循環ガスの風速を、前記定常負荷運転時の風速の６７％〜１２０％の範囲で制御するのがよい。なお、ユニットサイクロンに流れる循環ガスの風速をより上げることは除塵能力が上がり好ましいが、定常負荷運転時の８０％以上にすれば十分である。

【発明の効果】

【0018】

第１の発明に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置、及び第２の発明に係るＣＤＱ設備の操業方法は、マルチサイクロン集塵機を左右対称な区画に分割して、それぞれの区画に開閉ダンパーを設けているので、通過する循環ガスの風量に応じて、開閉ダンパーの開閉を切り換えることによって、ユニットサイクロンを通過する風速を維持できるので、低負荷運転時においてもユニットサイクロンの集塵効率を確保でき、粒径の大きいダストがユニットサイクロンを通過するのを防止できる。
これによって、低負荷運転時においても、循環ガス中のダスト濃度を一定にでき、更に、粒径の大きいダストも各ユニットサイクロンで確実に除去できるので、両吸込み式ファンの羽根の摩耗が著しく減少し、長寿命となる。
また、マルチサイクロン集塵機を左右対称な区画に分割しているので、両吸込み式ファンの左右の吸込み口に均等に循環ガスを流すことができる。

【0019】

特に、このＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置において、開閉ダンパーが、分割された各区画の入側と出側にそれぞれ設けられた場合は、循環ガスの流れを統一して、マルチサイクロン集塵装置内の無用な流れを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１、第２の実施の形態に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置を含むＣＤＱ設備の説明図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置のマルチサイクロン集塵機と両吸込み式ファンとを接続する詳細配管の上面からの模式図である。

【図3】（ａ）〜（ｃ）は同マルチサイクロン集塵装置の動作状態を示す説明図、（ｄ）は本発明の他の実施の形態に係るマルチサイクロン集塵装置の動作を示す説明図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置の動作状態の説明図である。

【図5】本発明の第２の実施の形態に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置の説明図である。

【図6】（ａ）〜（ｄ）は同ＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置の動作説明図である。

【図7】（ａ）、（ｂ）は従来例に係るマルチサイクロン集塵装置の動作と摩耗量を説明するグラフ、（ｃ）、（ｄ）は本発明の第２の実施の形態に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置の動作と摩耗量を示すグラフである。

【図8】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ風量（風速）と集塵効率、平均粒径比、摩耗量比との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るＣＤＱ設備に用いるマルチサイクロン集塵装置２２を含むＣＤＱ設備１０は、赤熱コークスの冷却チャンバー１１と、冷却チャンバー１１から発する循環ガスの顕熱を回収し冷却チャンバー１１にダストキャッチャー１２を介して接続される顕熱回収用のボイラー１３と、ボイラー１３を通過した循環ガスからダストを回収するマルチサイクロン集塵機１５と、マルチサイクロン集塵機１５の二次側ダクト１６、１７にそれぞれ左右の吸込み口１８、１９が接続される両吸込み式ファン２０とを有し、冷却ガス（主として窒素ガス）を循環ガスとして循環して、冷却チャンバー１１内の赤熱状態のコークス２１を冷却し、その熱をボイラー１３によって回収している。

【0022】

なお、マルチサイクロン集塵機１５と両吸込み式ファン２０と制御手段を有して、ＣＤＱ設備１０に付設するマルチサイクロン集塵装置２２が構成されている。
このＣＤＱ設備１０は、冷却チャンバー１１内に充填された赤熱コークス２１を冷却する冷却ガス流量（循環ガスの風量）が１００％の定常負荷運転と、定常負荷運転時より循環ガスの風量を約３３〜４０％まで減らす低負荷運転とを交互に行っている。なお、低負荷運転は、コークス炉からの赤熱コークス供給が一時的に停止するとき等、赤熱コークスの処理量が減少する場合に行われている。

【0023】

ボイラー１３に接続ダクト２３を介して接続されるマルチサイクロン集塵機１５は、この実施の形態では、分割された同一大きさの３個（１＋２ｎの一例）の区画２４〜２６を有し、各区画２４〜２６にはそれぞれ同数及び同一形状のユニットサイクロン２７を多数備えている。
各区画２４〜２６の上流側及び下流側には、それぞれ、通過する循環ガスのオンオフを行う開閉ダンパー２８〜３３が設けられ、区画２４の上流側の開閉ダンパー２８及び下流側の開閉ダンパー３１、区画２５の上流側の開閉ダンパー２９及び下流側の開閉ダンパー３２、区画２６の上流側の開閉ダンパー３０及び下流側の開閉ダンパー３３が同時に開閉し、区画２４〜２６の開閉を行えるようになっている。

【0024】

なお、周知のようにマルチサイクロン集塵機１５は、各区画２４〜２６に循環ガスを導入する入側部屋と、分離したダストを集める下段の部屋と、ダストが除去され循環ガスを集める上段の部屋とを有し、上流側の開閉ダンパー２８〜３０は入側部屋の上流側に、下流側の開閉ダンパー３１〜３３は、上段の部屋の下流側に設けられている。また、開閉ダンパー２８〜３３には、バタフライ開閉ダンパーを使用しているが、図示しない制御手段によって、各区画２４〜２６の通路の上流側及び下流側に設けられている開閉ダンパー２８〜３３を同時に完全開、又は完全閉の状態にするように制御している。

【0025】

各区画２４〜２６の出口側は、二次側ダクト１６、１７を通じて、両吸込み式ファン２０の左右の吸込み口１８、１９に接続されているので、左右の吸込み口１８、１９に風を一定（均等）に流すために、制御手段によって、図３（ａ）に示すように各区画２４〜２６が全開（風量６７〜１００％）、図３（ｂ）に示すように区画２４、２６が全開で区画２５が全閉（風量３４〜６７％）、図３（ｃ）に示すように区画２４、２６が全閉で区画２５が全開（風量３３％以下）の、左右均等に３段階に集塵風量を調整できる構造となっている。この実施の形態では、各区画２４〜２６を均等領域としたが、例えば、図３（ｄ）に示すように、区画３５、３７をそれぞれ３０％、区画３６を残りの４０％と区分することもできる。

【0026】

この実施の形態に係るマルチサイクロン集塵装置２２においては、定常負荷運転では図３（ａ）に示すように、各区画２４〜２６は全開で運転しているが、低負荷運転を行う場合は、両吸込み式ファン２０の回転数又は吸込みダンパー（両吸込み式ファンの両入り側に設けられている）の開度を徐々に下げて風量を下げる。そして、図４の点ａに示すように定常負荷運転は１００％で行い、風量が定常負荷運転時の例えば６７％になった点ｂで、中央の区画２５の開閉ダンパー２９、３２を閉じる。これによって、両側の区画２４、２６のみの運転となるので、点ｃに示すように、区画２４、２６のユニットサイクロン２７を流れる風量（風速）が増加し、定常負荷運転時と同一になる。これによって、図８に示すように、集塵効率も増加する。従って、循環ガスに含まれる大粒径のダストが除去される。

【0027】

この状態で、更に、両吸込み式ファン２０の風量を点ｅまで落とすと、各ユニットサイクロン２７の風速が下がり集塵効率も下がることになる。そこで、全体の風量が定常負荷運転時の３４％になった時点ｅで、図３（ｃ）に示すように、左右の区画２４、２６の開閉ダンパー２８、３１、３０、３３を閉じて、中央の区画２５のみの運転とする。これによって区画２５のユニットサイクロン２７を通過する風量が点ｆのように増加し、集塵効率が上昇し、大径のダストも除去される。両吸込み式ファン２０の風速が減少し、かつマルチサイクロン集塵機１５の集塵効率は変わらないので、両吸込み式ファン２０を通過するダスト濃度を一定値以下に保持でき、従来に比較して大幅に両吸込み式ファン２０の羽根の摩耗を軽減できる。
なお、マルチサイクロン集塵機１５の集塵能率を変えないで、最低風量（例えば、低負荷運転時の風量を定常負荷運転の４０％とする）を変える場合には、例えば図３（ｃ）に示すように、各区画２４〜２６の処理量を左右対称に区分けすればよい。

【0028】

前記実施の形態において、循環ガスの風量が６７％で、区画２５を閉じるようにしたが、例えば、循環ガスの風量が７０〜８０％で区画２５を閉じるようにすることもできる。この場合、区画２４、２５のユニットサイクロン２７を通過する循環ガスの風速は、一時的に１００％を超える（例えば、１２０％）が、この時期は冷却チャンバー１１内のコークス量は少ないので、圧損が少なく、特に問題は生じない。

【0029】

続いて、図１、図５〜図７を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係るＣＤＱ設備４０に用いるマルチサイクロン集塵装置４１について説明する。
このＣＤＱ設備４０の基本的構成は、図１に示すＣＤＱ設備１０と同様であるが、マルチサイクロン集塵設備４１を構成するマルチサイクロン集塵機４２ａの構成が異なり、左右対称に５つの区画（１＋２ｎの一例）４２〜４６に分割されている。そして、各区画４２〜４６の上流側及び下流側には、それぞれ同時に開閉する開閉ダンパー４７、４８がそれぞれ設けられている。

【0030】

そして、図示しない制御手段によって、両吸込み式ファン２０の風量の変動に対応して、各区画４２〜４６の開閉ダンパー４７、４８が切り換えられ、図６の（ａ）〜（ｄ）に示すように、風量が１００％、８０％、６０％、４０％の４段階に切り換えられ、更に二次側ダクト１６、１７の風速を均等に維持している。

【0031】

この状態を、図７（ｃ）、（ｄ）を参照しながら説明すると、１００％風量の定常負荷運転においては、開閉ダンパー４７、４８の全部を開いて区画４２〜４６の全部に循環ガスを流す。これによって各区画４２〜４６のユニットサイクロンは１００％の風量で作動し、集塵効率は高く、両吸込み式ファン２０の羽根の摩耗量は最小となる（この状態を１とする）。

【0032】

次に、低負荷運転とする場合は、各区画４２〜４６を全開状態で、両吸込み式ファン２０の回転数又は吸込みダンパーの開度を徐々に下げて風量を８０％とする。この様子を、図７（ｃ）のｐ−ｑに示すが、マルチサイクロン集塵機４２ａを構成する各ユニットサイクロンの風量が８０％まで減少するので、図８（ａ）に示すグラフから集塵効率が下がる。集塵効率が下がると、大粒のダストが増加し、図８（ｃ）から摩耗量比は増大する（約３倍）。この様子を図７（ｄ）に示す。
そこで、図６（ｂ）に示すように、区画４２、４３、４５、４６を開いて区画４４を閉じると、マルチサイクロン集塵機４２ａの通過風量が定常時の８０％になり、区画４２、４３、４５、４６のユニットサイクロンの風速は、１００％に戻る（図７（ｃ）のｒ）ので、集塵効率は維持でき、羽根の摩耗量は減少する。

【0033】

次に、両吸込み式ファン２０の吸込みダンパーの回転数又は吸込みダンパーの開度を下げて（図７（ｃ）のｑ−ｓ）、風量を定常負荷運転の６０％にする（図７（ｃ）のｓ）と、４つの区画４２、４３、４５、４６のユニットサイクロンの風速が下がるので、集塵効率が下がり、結果として両吸込み式ファン２０の羽根の摩耗量が増加する（図７（ｄ）参照）。
そこで、図６（ｃ）に示すように、区画４３〜４５を開いて区画４２、４６を閉じると、マルチサイクロン集塵機４２ａの通過風量が定常時の６０％になり、区画４３〜４５のユニットサイクロンの風速は、１００％に戻るので、集塵効率は維持でき、羽根の摩耗量は減少する。

【0034】

この状態で、更に両吸込み式ファン２０の回転数又は吸込みダンパーの開度を下げて風量を定常負荷運転の４０％まで下げる（図７（ｃ）のｓ−ｔ）と、区画４３〜４５のユニットサイクロンの風速が下がり集塵効率が低下する。これによって、羽根の摩耗量は図７（ｄ）のように増加するので、図６（ｄ）に示すように、再度、区画４２、４４、４６の開閉ダンパー４７、４８を閉じて、区画４３、４５の開閉ダンパー４７、４８を開にすると、区画４３、４５の各ユニットサイクロンの風速が１００％に戻るので、集塵効率が維持でき、羽根の摩耗量が減少する。
以上の制御を行うことによって、両吸込み式ファン２０の風量を徐々に低負荷運転（例えば、定常負荷運転の４０％）にする場合に、両吸込み式ファン２０の羽根の摩耗量を著しく減少させることができる。

【0035】

図７（ａ）、（ｂ）に従来技術に係るＣＤＱ設備及びこれに用いるマルチサイクロン集塵装置の動作を示すが、１００％の風量の定常負荷運転から、４０％負荷の低負荷運転に切り換える場合、マルチサイクロン集塵機を区画分けしないで、操業を行っている。この場合、マルチサイクロン集塵機の各ユニットサイクロンの風量（風速）が約４０％に落ちるので、図８（ａ）から明らかなように、集塵効率が約５５〜６０％程度に落ちる。
更に、ユニットサイクロンの風速が落ちると、サイクロンによる分離限界粒子径が大きくなるため、ダストの平均粒径が大きくなる。

【0036】

この数字を具体的に記載すると、例えば、１０ｇ／Ｎｍ³のダストを含む循環ガスの風量を１００％から４０％に減少させた場合には、図８（ａ）に示すように、集塵効率が約４０％低下、ダストの平均粒径は図８（ｂ）に示すように、１．４４倍になることが確認されている。従って、集塵機の各部屋を区画しないマルチサイクロン集塵機においては、図８（ｃ）に示すように、風量が約４０％に減少すると、両吸込み式ファン２０のファンの摩耗量が約１６倍に増えることになる。

【0037】

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲の操業状況を変えることもできる。例えば、前記実施の形態においては、定常負荷運転から低負荷運転の切替を３段階又は４段階に分けて行ったが、更に、多数段又は２段階、場合によっては１段階で行うこともできる。

【符号の説明】

【0038】

１０：ＣＤＱ設備、１１：冷却チャンバー、１２：ダストキャッチャー、１３：ボイラー、１５：マルチサイクロン集塵機、１６、１７：二次側ダクト、１８、１９：吸込み口、２０：両吸込み式ファン、２１：赤熱コークス、２２：マルチサイクロン集塵装置、２３：接続ダクト、２４〜２６：区画、２７：ユニットサイクロン、２８〜３３：開閉ダンパー、３５〜３７：区画、４０：ＣＤＱ設備、４１：マルチサイクロン集塵装置、４２ａ：マルチサイクロン集塵機、４２〜４６：区画、４７、４８：開閉ダンパー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】