プレコーティングセラミックフィルターチューブ：なぜ重要なのか、そしてその方法

キャンペーン前にフィルターチューブをプレコーティングすることは、プラントが購入できる最も安価な保険であり、最も頻繁に省略されるステップです。省略される理由は、すぐには悪いことが起きないからです。ベッセルは起動し、圧力は正常に見え、問題は数ヶ月後に戻らない差圧として初めて表面化します。その時点では、セラミック壁の細孔は、決して触れるべきではなかったものですでに詰まっています。

剛性セラミックフィルターチューブは、80%以上の多孔度を持つ多孔質壁を通してろ過します。この開放的な構造が、1 m/minの面速度（クリーン時）で初期圧力損失を300 Paに抑える理由であり、同時に起動時にチューブを脆弱にする理由でもあります。粘着性のあるフライアッシュ、タール、オイルミストは、清浄なチューブの表面にお行儀よく留まることはなく、細孔の入口に侵入し、一度そこに入り込むと、いかなる圧縮空気のパルスでも動かすことはできません。

プレコーティングが実際に行うこと

プレコートとは、プロセスガスが到達する前にチューブの外側に意図的に施される、乾燥した自由流動性粉末の層です。これによりチューブ表面が犠牲層となり、プロセスダストはプレコート上に堆積し、プレコートは清掃時に除去され、下のセラミックは粘着性の成分に一切触れることがありません。 ろ過原理 は変わらず、ガスは依然として壁を通り、ダストは外側に留まりますが、最初の捕集を行う材料は構造体ではなく交換可能なものになります。

オペレーターがすぐに気づく第2の利点があります。プレコートされたチューブは、安定した差圧により早く到達します。最初のダストケーキは、すでにダストケーキのように振る舞う表面上に形成されるため、圧力トレンドはケーキが不均一に形成されるまで1日か2日ドリフトするのではなく、数時間以内に運転帯域に落ち着きます。

事実上、チューブを何で保護するかを選んでいるのです。次の停止時に交換できる石灰粉末の層と、化学洗浄または新しいチューブが必要になるタールの層のどちらかを選ぶとなれば、答えは自明です。

プレコーティングが任意でない場合

一部のガス流は最初の1分から裸のチューブを痛めつけます。以下の表は、プレコーティングを推奨ではなく必須ステップとして扱う状況をリストしています。

状況	プレコートなしで起こること	推奨プレコート
起動および昇温、あらゆる燃料	凝縮液と粘着性微粉が冷えた裸の壁に到達する	石灰粉末または石灰石粉末
バイオマスボイラー	アルカリリッチで粘着性のあるフライアッシュがセラミックに直接結合する	消石灰または石灰石粉末
RDFおよび廃棄物由来燃料	プラスチック由来のタールとオイルが細孔内で凝縮する	石灰粉末、たっぷりと施用
タールまたはオイルミストを含むガス流	タールが細孔構造に浸透し硬化する	石灰粉末、24時間後に再施用
湿った容器内での長期停止後の再起動	残留水分により最初のダストケーキが付着性を持つ	再起動前の石灰粉末

共通する課題は粘着性です。プロセス流のダストまたは蒸気相が管壁温度で粘着性を持つ場合——そして昇温中は壁が冷たい状態から始まるため常にそうなります——その流れが到達する前に管を保護する必要があります。燃料タイプ別の詳細な適用方法はこちらをご覧ください 用途 ページをご覧ください。

プリコート材の選定

石灰粉末と石灰石粉末はデフォルトのプリコート材です。それには十分な理由があります。乾燥していて、安価で、アルカリ性であり、大型容器が必要とする量を入手できるからです。ガス流が酸性の場合、プリコートは有用な二重の役割を果たします。アルカリ性層が運転開始の最初の瞬間から酸性成分の中和を開始するからです。

• 乾燥していて流動性があること。 湿った粉末はコーティングではなくケーキ化し、露点以上に保とうとしている容器内に自ら水分を持ち込みます。
• 連続した層を形成できるほど細かく、細孔に浸透しないほど粗いこと。 目的は表面に層を形成することであり、細孔を部分的に閉塞させることではありません。
• プロセスと化学的に適合すること。 酸性流ではアルカリ性粉末が有効です。下流でアルカリ性が問題となる場合は、代わりに不活性鉱物粉末を使用してください。
• 必要な量を入手できること。 大型区画には数百キログラムが必要で、数時間かけて均等に投入します。

プロセスフライアッシュをプリコートとして使用することは避けてください。無料であるため魅力的ですが、保護しようとしている流れからのフライアッシュは通常、粘着性物質そのものであり、それを清浄な管に再付着させることは目的に反します。

セラミックフィルター管のプリコート方法、ステップバイステップ

1. まず機械的作業を完了させてください。 粉末を投入する前に、設置と蛍光粉末によるリーク検出を完了させてください。漏れのある容器へのプリコートは漏れを隠し、投入量を無駄にします。
2. 容器を酸露点以上に昇温してください。 温かい容器にプリコートしてください。露点以下の冷たい壁に敷かれた粉末は水分を吸収してケーキ化します。
3. ファンを起動し、ろ過速度を2～5 cm/sに設定してください。 これはろ過面積1 m²あたり約1.2～3.0 m³/分に相当します——容器が運転時に使用するのと同じ範囲です。
4. 容器の上流に石灰粉末または石灰石粉末を供給してください。 ダクト内または容器入口に注入し、粉末が管に到達する前にガス中に完全に分散させてください。
5. 差圧が安定した増分で上昇するまで投入を続けてください。 時計ではなく傾向を監視してください。同じ層に到達するために必要な量は、装置によって異なります。
6. パルスジェット洗浄システムはオフにするか、非常に長い間隔で運転してください。 プレコーティング中の洗浄は、今コーティングしたばかりのチューブから層を剥がしてしまいます。
7. 層が均一であることを確認してください。 可能であれば点検口を開け、入口に最も近いチューブと最も遠いチューブの両方を確認してください。
8. 差圧が安定したら、通常運転に切り替えてください。 プロセス流を徐々に導入し、プレコート層を運転時のダストケーキへと移行させてください。
9. 長時間の停止後は再適用してください。 湿った容器内ではプレコート層は停止に耐えられません。再起動のたびに新規立ち上げとして扱ってください。

適切なろ過速度の維持

ろ過速度はプレコート層が均一に堆積するかどうかを決定します。2～5 cm/sでは、粉体はガスに追随してすべてのチューブのあらゆる部分に到達し、均一な厚さの層を形成します。この範囲を超えて速度を上げると、粉体はガス速度が最も高い場所に集中するため、入口に最も近いチューブは厚い層になる一方、区画の遠端はほぼ裸のままとなります。

低すぎる場合も問題です。この範囲を下回ると、ガスは区画の全長にわたって粉体を運ぶことができず、層は底部から不均一に形成されます。プレコーティングに適した範囲は運転に適した範囲と同じであり、これは都合が良いことです。すなわち2～5 cm/s、またはろ過面積1 m²あたり約1.2～3.0 m³/minです。

良好なプレコート層と不良なプレコート層の見分け方

3つの故障パターンでほぼすべてのケースをカバーでき、いずれも圧力傾向だけで読み取ることができます。

• 薄すぎる場合。 添加中に差圧がほとんど変化しません。チューブは保護されておらず、最初の粘着性ダストがセラミックに到達します。圧力上昇が明確になるまで添加を続けてください。
• 厚すぎる場合。 圧力が最初から急激に上昇し、プロセスダストが到着する前に容器が運転範囲の上限付近に達します。添加速度を下げ、洗浄によって層の一部を除去してください。
• 不均一な場合。 圧力がゆっくり上昇し、安定しません。噴射点の分散不良を確認し、ろ過速度が2～5 cm/sの範囲内にあることを検証してください。

参考として、清浄なチューブはろ過速度1 m/min（清浄時）で300 Paから始まり、安定運転時のシステム抵抗は900～1,500 Paの範囲に落ち着きます。プレコート層は最初の値から2番目の値へ向かう途中まで移動させるものであり、それを超えてはなりません。当社の公開 性能データ が、触媒グレードと非触媒グレードの両方について全体像を示しています。

プレコート後：洗浄設定と通常運転への移行

通常運転が始まると、クリーニングは標準設定に戻ります：0.4～0.7 MPa、0.1～0.15秒、差圧によってトリガーされます。チューブは剛性があるため、パルスはエレメントをたわませることなくケーキをシート状に剥離するので、二次粉塵も各サイクル後の圧力スパイクも発生しません。プレコートは運転中のダストケーキとまったく同じように挙動し、最初の数回のクリーニングサイクル後には実質的にダストケーキそのものになっています。

リチューブ後の最初のキャンペーンでは、クリーニングのトリガーを保守的に設定し、最終的に運用するよりもやや厚めにケーキを走らせてください。やや厚めのケーキはチューブを保護し、1週間分の圧力データを見られるようになったらセットポイントを厳しくすることができます。同じアプローチは以下にも当てはまります： 非触媒セラミック繊維フィルターチューブ DeNOx要件なしで粘着性のあるデューティを運転する場合。

よくある質問

1つのコンパートメントにはどれくらいのプレコートパウダーが必要ですか？

それはベッセル容積ではなくろ過面積に依存するので、面積から計算してください：差圧が明確で安定した上昇を示すまで投入し、その量を次のスタートアップのために記録します。最初のプレコートでは、パウダーを計量して投入し、圧力曲線を記録することで、2回目が推測ではなく再現可能になります。

プレコーティングは適切なスタートアップ加熱の代わりになりますか？

いいえ、これはよくある誤解です。プレコートはチューブを粘着性のあるダストから保護しますが、ベッセルを結露から保護するものではありません。まずベッセルを酸露点以上に上げてから、プレコートしてください。冷たく湿った壁に撒かれたパウダーはケーキ化し、ケーキ化したパウダーはパウダーなしよりも悪い状態です。

プレコートはクリーニングシステムを稼働させたまま適用すべきですか？

いいえ。層が形成されるまで、パルスジェットシステムを停止するか、非常に長いインターバルに設定してください。投入中のクリーニングは、今適用したパウダーを除去し、チューブを部分的にしか保護しない状態にします。これは2つの結果の中で最悪のもので、うまくいったように見えるからです。

プレコーティングはどのくらいの頻度で繰り返すべきですか？

毎回のコールドスタートアップ時、そしてベッセルが露点以下に冷えるのに十分な長さのシャットダウン後には必ず行ってください。連続運転しているプラントでは、運転中のダストケーキが実質的に自己維持されるため、プレコーティングはルーチンではなくスタートアップ手順です。

プレコートをそのままにしておくとフィルター寿命が短くなりますか？

いいえ。石灰または石灰石のプレコートはセラミックと化学的に適合し、通常のパルスジェットクリーニングで除去されます。寿命を短くするのは、プレコートが防ぐために存在する物質です：タール、オイルミスト、凝縮酸が細孔構造に入り込むことで、これはどのクリーニングサイクルでも除去できません。