セメント産業向けフィルターバッグ

米国で有害大気汚染物質の国家排出基準(NESHAP)などの環境規制が強化されたことで、セメントメーカーは、排出抑制のための厳しい対策を余儀なくされています。ゴア® フィルターバッグは、処理風量と生産性を向上させることが実証されているメンブレン・ベースのフィルター技術によって、確実かつ継続的な規制への適合を実現します。

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産業処理および集じん機用粒子・ガスフィルター

ゴアのフィルター製品は、粉体の捕集性能と捕集効率を共に向上させ、より長く安定した操業をもたらします。延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)をはじめとする高い技術力により、化学物質に接触する過酷な条件や高温環境下においても、長期にわたりフィルターの性能を確保します。

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製品概要

セメント業界において、排出抑制は重要な課題です。セメント工場は処理能力の向上を求められる一方で、新しいNESHAP(有害大気汚染物質の国家排出基準)の規制を満たせない場合、米国では直ちに生産停止となり、工場の損益に影響する数多くのコスト要因が生じます。

セメント工場にとってさらに厳しいのが、適合度の算定方法です。MACT(最大限達成可能な汚染防止技術)の手法では、上位12%の工場を基準に規制値が設定されています。工場の適合度は、所定の一時点ではなく、30日間の移動平均で算定されます。

NESHAP以前は、年次検査に基づいて工場の適合性を証明する義務がありました。新しい規制値を上位12%の平均に設定するというMACTの手法は、大きな変化です。この変化をさらに厳しいものとしているのが、連続する30日間の移動平均に基づく適合性証明の義務化です。

このような事情から、ゴア® フィルターバッグは世界中のセメント業界で支持されています。ゴアのフィルターバッグ導入後は、フィルターバッグの信頼性が持続し、工場に必要な規制に継続的に対応しつつ、自由度の高い操業を実現します。さらに、ろ過工程を最適化するためのゴアのシステムアプローチとして、フィルターバッグ導入後のテクニカルサポートも行います。

業界とバグフィルターのニーズが高度化する中、ゴアは、業界トップクラスの性能と信頼性を実現する新製品を送り出してきました。最新技術を採用したゴア® ロー・ドラッグ フィルターバッグは、セメント工場において、排出基準を満たし処理能力を向上させ、同時にコストも削減します。ゴア® 低排出フィルターバッグは、縫い穴からの漏れによる排出を防止するようシームテープ加工が施されており、セメント工場でのNESHAPやその他の規制クリアを確実なものにします。ゴア® NOx分解触媒フィルターバッグは、SCRタワー(脱硝触媒塔)を使用するのと同等の水準で、かつはるかに低い投資コストで、NOxやNH3を分解するよう設計されています。ゴアTM 水銀/SO2コントロールシステム(GMCS)は、金属水銀と気相の酸化水銀を排ガス中から捕集する独自の固定式吸着システムで、SO2濃度の低減にも威力を発揮します。

ゴアのフィルターソリューションはいずれも、工程変更が実質的に発生せず、設置も簡単です。こちらの動画では、ゴアのフィルターバッグが簡単に設置できる様子をご覧いただけます。

ろ過の3大要素

バグフィルターを運用する事業者がフィルターバッグを購入する第一の目的は、粒子の捕集です。つまりろ過性能が、フィルターバッグを選定する際の第一の要素と言えます。また粒子が捕集されると、ろ過抵抗すなわち差圧が上がり、送風機のエネルギーコストが高くなります。フィルターバッグを選定する際の第二の要素が、このろ過抵抗です。最終的にフィルターに穴が開き、求められる効率で粒子を捕集できなくなったり、フィルターバッグの差圧が高くなりすぎたりすると、フィルターバッグの交換時期になります。フィルターバッグを選ぶ際の主要な要素の1つであるフィルターバッグの寿命は、ろ過性能とろか抵抗という2つの要素によって決まります。
ゴアのフィルターバッグが提供する利点:

  • 優れたろ過効率
  • 低いろ過抵抗
  • フィルターバッグの長寿命化

これらの特質を備えたゴアのフィルターバッグは、優れた耐久性と払い落とし性能により、長寿命化を実現します。通常、パルスジェット式のセメントキルン用バグフィルターでゴアのフィルターバッグを使用した場合の有効寿命は5年です。ゴアのフィルターバッグは、安定した性能を発揮する期間が長いため、頻繁に交換する必要がありません。その結果、メンテナンスコストが下がり、歩留まりと生産性が向上します。さらに、使用時の圧損が低いことが実証されており、メインキルンバグフィルターの送風機に必要なエネルギーが抑えられます。

要するにこれは、トータルコストの削減を意味しています。

トータルコストの削減

ゴア ロー・ドラッグ フィルターバッグは、革新的なメンブレンを採用し、払い落とし性能を向上させた製品です。その結果、バグフィルターの差圧を低下させ、処理風量の増加、または送風機の消費エネルギー量の低減を可能にします。

走査型電子顕微鏡(SEM)による3つの画像で従来型フィルター、標準メンブレン、ゴア ロー・ドラッグ・フィルター・メンブレンを比較
ロー・ドラッグ・メンブレンと標準メンブレンの比較

セメントメーカーがゴア ロー・ドラッグ フィルターバッグを使用する場合、以下の利点が挙げられます。

  • 送風機のエネルギーコストを削減
  • キルンへの酸素供給量を増加
  • 代替燃料の使用比率増加の可能性
  • 確実に排出基準に適合
  • トータルコストを削減

以下のケースを確認してみましょう。

ケース1

キルン内の風量の制約によって生産量が限定される場合

バグフィルターの差圧低下により風量を上げ、その増分でクリンカーの生産性を向上

ケース2

代替燃料を使用し、酸素不足のため使用量が制限される場合

バグフィルターの差圧低下により風量を上げ、その風量を利用して代替燃料の使用比率を増加

ケース3

風量の増分を、生産性向上や代替燃料の使用率増加に利用できない場合

送風機の大幅なエネルギー節減によるメリットが発生

ケース4

バグフィルター内に、局所的な破損や摩耗による問題がある場合

バグフィルターの当該部分からフィルターバッグを恒久的に撤去した状態でも、性能が向上

ゴア ロー・ドラッグ フィルターバッグは、逆洗式およびパルスジェット式のバグフィルターにお使いいただけます。

排出抑制

ゴアの標準タイプのフィルターバッグは、いずれも最大99.99%の捕集効率を有することが実証されていますが、セメント工場がNESHAPに対応する上で特に効果的な新製品があります。

 

ゴア 低排出フィルターバッグは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のシームテープにより、縫い穴からの粉体の漏れを抑えた製品です。払い落としパルス毎に排出量が急増することが複数の研究で示されていますが、ゴアの低排出フィルターバッグは、パルスによる粉体の漏れを防ぎます。パルスによる排出量の急増をなくし、基本的な排出濃度を下げ、さらにフィルターバッグの長寿命化も実現します。

ゴア 低排出フィルターバッグ

ゴア 低排出フィルターバッグはPTFE製シームテープにより、縫い穴からの粉体の漏れを実質上不可能にします。ゴアの新しいシームテープには、ひびや裂けが生じません。

業界の進化とともに、他社のフィルターバッグにも、メンブレンをベースにしたフィルター用シームテープや技術が採用されています。しかしゴアのメンブレンは、この流れの最先端にいます。他社のシームテープは、パルスの作動中にひびや裂けが生じがちで、最終的には、12~18か月後に縫い穴が露出して漏れの経路となります。一方、ゴア独自のメンブレンは、機械的堅牢性を維持し、フィルターバッグの耐用期間が終わるまで排出を抑制すると同時に、ダストの総捕集量を増やします。

個別用途に対するゴア 低排出フィルターバッグの適否については、お問い合わせください。

NOxを低減

ヨーロッパなど一部の地域では、セメントメーカーは、NOx低減のための規制にも従わなければなりません。このような規制に適合するために、NOxおよびNH3を分解するよう設計されたゴア NOx分解触媒フィルターバッグを紹介します。

NOx分解触媒フィルターバッグにより、脱硝触媒塔と同等のNOxおよびNH3濃度を、はるかに低い投資コストで達成できます。
NOx分解触媒フィルターバッグは、フィルターバッグの外層でダストを除去すると同時に、内側の一体化された触媒によりNH3を低減します。
また、設置やメンテナンスに伴う作業はごくわずかで、ほとんどの場合、現在使用中のフィルターバッグをゴア NOx分解触媒フィルターバッグに置き換えるだけです。

ゴアNOx分解触媒フィルターバッグ

ゴア NOx分解触媒フィルターバッグは、使用中のフィルターと置き換えるだけで簡単に設置、導入できます。

個別用途に対するNOx分解フィルターバッグの適否については、お問い合わせください。

水銀捕集

ゴア 水銀/SO2コントロールシステムは、まったく新しいSPC(吸着ポリマー複合)材を採用しており、燃焼ガスから金属水銀と酸化水銀の両方を高効率かつ高処理量で除去することができ、また、SO2濃度の低減にも効果を発揮します。

最終製品には一切影響がなく、完成したセメントは、実質的に水銀ゼロ、カーボンゼロのままです。工程上で継続的に水銀を除去するので、セメントキルンダスト内で引き続き濃度が高まることはありません。そのため、ダスト輸送やダストの廃棄、それに伴う工程変更の必要がなくなります。キルンダストは全量を工程に再投入できるので、業界で一般的に行われているように、クリンカーの収率を最大限に高められます。また、大量の粉末吸着材を輸送、保管する際の物流や安全性も心配ありません。

水銀コントロールシステム

SPC複合材は、金属水銀および酸化水銀を捕集、隔離すると同時に、SO2を液相の硫酸に変換します。

ゴアが選ばれる理由

ゴアは、セメント産業用バグフィルター向けの高品質で信頼性の高いフィルター製品を開発するリーディングカンパニーとして、セメントメーカーが日々直面する問題に真の意味で対処するソリューションのために、顧客の声に耳を傾け、業界のニーズに対応してきました。

ゴアが初めて開発したPTFE製のメンブレンフィルターは、処理風量を増大させ、バグフィルターを通過する有害な粒子状物質を最大99.99%捕集することが実証されています。PTFEメンブレンと堅牢な構造を備えたゴアのフィルターバッグは、高い性能と価値を提供すると同時に、顧客の工場におけるあらゆる環境規制への適合に貢献します。

フィルターシステムへの導入にあたりゴアのフィルター製品を検討する際は、以下の3つの重要な要素を考慮されることをお勧めします。

  • ゴアの真に革新的な製品による唯一無二のフィルトレーション性能
  • 実証されたゴア製品の信頼性
  • フィルトレーション・プロセス最適化のためのゴアのユニークなシステムアプローチでは、フィルターバッグの全寿命にわたるテクニカルサポートも提供

これら3つの特長により、ゴアのソリューションはフィルターシステムで非常に低いトータルコストを実現します。

信頼性

ゴアの信頼性に対する高い評価は現場での長年の経験に基づくものですが、その出発点となっているのはゴアが使用する素材です。ゴアの全てのメンブレンは延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)製で、その特長は以下の通りです。

  • 化学的不活性
  • 超高温への耐性
  • 疎水性
  • 高い機械的強度

ゴアは、セメント産業向けバグフィルター用メンブレンフィルターのパイオニアです。現在ゴアのフィルターに使用されているメンブレンは、高い通気率と同時に、最小サイズの微粒子の捕集を可能にします。キルンの燃料の種類を問わず、フィルターバッグの全寿命にわたり安定した高い処理風量を実現します。

業界の進化とともに、ゴアは顧客の期待に応え、さらに上回るため、フィルター製品の設計に対する理解を進化させ、その継続的改良に取り組んできました。長年をかけ、ゴアはフィルター設計、適合度、機能を完全なものにしました。こうした優れた品質により、ゴアのフィルターバッグは高い耐久性を実現しています。ゴア フィルターバッグは競合製品よりも長寿命であることが再三実証されており、これは顧客にとって、メンテナンスコスト、予定外のダウンタイム、トータルコストの削減を意味します。

そしてゴアは、設計した通りの性能を発揮するため、世界中の生産拠点で、厳しい製造および試験方法に従い、信頼性の高いフィルターバッグの生産体制を確立しています。

結論:ゴア フィルターバッグを導入することで、取り付けから5年以上、予定通りの生産をすることが期待できます。

システムアプローチ

顧客はゴアのフィルターを購入することで、世界的に高い信頼を得ている歴史あるメーカーとパートナーシップを築き、具体的なニーズに最適なシステムアプローチをとることが可能になります。

システムアプローチの一環としてゴアが実行していること:

  • 顧客の具体的な用途や工程に最適なフィルターバッグの提案、設計、製造
  • 顧客のシステムの総合性能の分析と最適化
  • フィルターバッグの全寿命にわたるテクニカルサポートとトラブルシューティングの提供

これにより顧客は、フィルターバッグの設計や設置だけでなく、システムを最適化する方法について専門家のサポートを受けることで、確実に規制に適合しながら生産性を最大限に高めることが可能になります。こうした特定の工程に向けた製品設計とアプリケーション・エンジニアリングは、リスクを最小限に抑え、顧客のシステム性能を最適化する方法としてすでに実証されています。

ゴアは顧客の中に必ずしもフィルターバッグの専門家がいるわけではないことを理解しています。バグフィルター運用に関する問題が発生した場合、ゴアはパートナーとして、解決をサポートします。

フィルターバッグのコスト

多くの顧客は、認識しているフィルターの性能と初期購入価格に基づいて購入を判断します。これは、購入価格がトータルコストの最大要因であると考えているためですが、バグフィルターのトータルコストには、以下の複数の要素が影響します。

  • フィルターバッグの購入価格
  • フィルターバッグ設置の人件費
  • 製品寿命
  • バグフィルター用送風機のエネルギーコスト
  • 煙突からのばいじん排出の監視費用
  • メンテナンスと払い落としのコスト

以下の要素を組み合わせることで、ゴア フィルターバッグは、フィルターシステムのトータルコストを最小限に抑えることに貢献します。

  • 優れたメンブレンラミネート
  • 堅牢性の高いフィルターバッグ設計と構造
  • 個別のバグフィルターに最適化した独自のシステムアプローチ
  • フィルターバッグの全寿命にわたるテクニカルサポート
  • 顧客がゴアに期待する高い信頼性

ゴアはフィルターバッグの初期費用と期待できるトータルコストの概算を顧客に提供します。詳細はお問い合わせください。

ケーススタディー

セメントメーカー各社は、ゴア フィルターバッグを使用することで、排出の抑制を維持しつつ生産性を最大限に高めることに成功してきました。このような成功の裏にある物語をいくつかご覧ください。

世界的セメントメーカー

ある世界的セメントメーカーでは、効率の低い湿式セメントキルン2基を運用しており、合計生産量は年間約154万トン(170万米トン)でした。この工場では最近、大規模な改修プロジェクトに着手し、この2基を最新型のNSPキルン1基に置き換えました。新しいキルンは年間約254万トン(280万米トン)の生産が可能です。

今回の改修で効率を上げるだけでなく、この工場では、Fives TGT® バグフィルターにゴア フィルターバッグを取り付け、排出抑制の強化を目指しています。北米のセメント業界において、現在までに20を超えるキルンバグフィルターで、ゴアとFives Solios社の提携が成果を上げています。

この工場では、NESHAPおよびNSPS(新規排出源性能基準)の規制を満たす必要があり、排出濃度の全米規制値は、CPMS(継続的パラメーター監視システム)でクリンカー907 キログラム(1米トン)当たり9 グラム(0.02ポンド)です。この基準を満たすために新設される予定のFives TGTバグフィルターでは、腐食防止のため、クリーンエア吹き出し口のかなりの部分がステンレス構造となっています。このバグフィルターに、ゴア 低排出フィルターバッグが設置される予定です。ePTFEシームテープを採用した本製品により、この工場は、厳格な操業規制値に確実に適合し続けられる態勢となります。

ケーススタディーを読む(英語ページへ)

環境にやさしいセメント工場

ゴアの顧客は、革新的で環境にやさしいセメント工場を運営しています。そのために頼りにしているゴア フィルターバッグは、フィルターシステムの性能を最適化し、排出目標を満たし、初期および長期のコスト削減を実現する、最もリスクの低い手段です。

ゴアのフィルターバッグを使用することで、顧客は排出目標を上回り、かつ、コストを削減してきました。あるプロセスエンジニアは、「ゴア フィルターバッグを使うことで、生産性を犠牲にすることなく厳しい環境基準を満たせます」と話しています。

北米の建材メーカー

北米有数の総合建材メーカーが低いリスクで最適なシステムパフォーマンスを発揮するゴア フィルターバッグを採用しています。これにより、最大限の生産性を実現し、キルンの排気機構の耐用期間を通してコストを削減しています。

顧客は、ゴア フィルターバッグの設置による生産量増加を非常に喜んでいます。ある技術部長は「ゴア フィルターバッグを使うことで、新規生産設備を増設しなくても生産要求に対応し続けられます」とコメントしています。

製品一覧

ゴアはさまざまな素材に対応するとともに、温度、酸、アルカリへの耐性の異なる広範なフィルターバッグを製造しています。

セメント工場では、ゴア 低排出フィルターバッグを使用することで、より確実にNESHAPの規制に適合できます。このフィルターバッグは漏れを防止するためにシームテープ処理されており、ゴアの標準フィルターバッグと同レベルの品質と信頼性を確保しながら、最も厳しい排出規制に適合します。

ヨーロッパでは、セメント工場のNOx排出量についても規制があります。ゴア NOx分解触媒フィルターバッグは、NOxおよびNH3を分解する設計になっています。設置は簡単で、脱硝触媒塔と同等のNOx濃度およびNH3濃度を、はるかに低い投資コストで達成できます。

ゴアのさまざまなフィルターソリューションを比較検討しお問い合わせいただければ、顧客の産業用途に最適なソリューションの選択をお手伝いします。

以下の基本情報を提供いただけると、適切な選定がしやすくなります。

  • フィルターバッグのサイズ、現在の材質と数量
  • バグフィルターの運用パラメーター(例:処理風量、温度、差圧)
  • 微粒子の詳細(理想的には濃度、微粒子のサイズ、かさ密度など)
  • 払い落としサイクルのパラメーター(例:パルスジェット圧力、サイクルタイム)

関連資料

最新ニュース

プレスリリース

ゴア、パルスジェット式カーボンブラック集塵機向けにゴア® ロー・ドラッグ フィルターバッグを発表

公開日: 2020年1月21日

日本ゴア合同会社(以下ゴア)は、パルスジェット式カーボンブラック集塵機向けのゴア® ロー・ドラッグ フィルターバッグを発表しました。ゴア独自のゴア ロー・ドラッグ フィルターバッグ技術は、過去2年間にわたり逆洗式カーボンブラック集塵機向けに持続可能でトータルコストの低いソリューションを提供してきました。今回の新製品により、この技術のメリットがパルスジェット式カーボンブラック集塵機にも広がります。

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