CN105363555A - 一种湿式电子集尘器、其使用的放电线以及用于湿式电子集尘器的电源控制装置和方法 - Google Patents

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CN105363555A CN201510178406.3A CN201510178406A CN105363555A CN 105363555 A CN105363555 A CN 105363555A CN 201510178406 A CN201510178406 A CN 201510178406A CN 105363555 A CN105363555 A CN 105363555A
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关川努
安部雅美
竹脇政春
小笠原正裕
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Sumitomo Metal Mining Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种湿式电子集尘器,其在抑制火花放电的发生频率并使施加于放电极的外加电压增加的同时,通过规定电流密度的最小值,实现提高对含重金属的粉尘及烟霭等的集尘效率。湿式电子集尘器包括:直流高压产生部,其产生直流高电压;电极杆24和放电线25,其作为施加由直流高压产生部所产生的直流高电压的放电极;集尘极12,其通过根据该直流高电压在放电极之间产生的负电晕放电来收集粉尘及烟霭等。根据电流密度和有效电压的对应关系,进行控制以在放电极和集尘极12之间施加65kV以上的电压,对集尘极12通以规定的最低0.1mA/m2的电流密度的电流。此外,电容器的容量,根据放电极和集尘极之间的电压纹波系数而定。

Description

一种湿式电子集尘器、其使用的放电线以及用于湿式电子集尘器的电源控制装置和方法
技术领域
本发明涉及一种从废气中去除粉尘及烟霭等的湿式电子集尘器及其使用的放电线以及用于湿式电子集尘器的电源控制装置和方法。本发明特别是涉及一种能够在抑制火花放电的发生频率并使对放电极的外加电压比现有的高(例如,提高到65kV以上)的同时,通过规定电流密度(例如,规定最小为0.1mA/m2),实现提高对含重金属的粉尘及烟霭等的集尘效率的湿式电子集尘器及其使用的放电线以及用于湿式电子集尘器的电源控制装置和方法。
背景技术
一直以来,湿式电子集尘器(例如,参照专利文献1~3),不仅在矿业的硫酸雾处理及铝精炼的废气处理中,而且在从废弃物焚烧过程等产生的废气中,收集有害粉尘及烟霭等的用途中得到应用。这样,从防止大气污染和环境保护的观点来看,湿式电子集尘器被作为有用的装置而推广。
在湿式电子集尘器处理的被处理废气中,含有铅,镉,砷等有害物质及重金属。为此,在这样的湿式电子集尘器中,要求提高对包含有害物质及重金属的粉尘及烟霭等的集尘效率。
湿式电子集尘器的构成包括,集尘极,其具有通常由2块平板形,或者圆筒状及棱筒形状等的筒形组成的平滑表面;及该集尘极内设置的线状的放电线。
在通过这样的湿式电子集尘器去除粉尘及烟霭等时,在放电极侧和接地的集尘极侧之间施加有高电压。据此,在放电极侧和接地的集尘极侧之间形成强烈的电流电场,随着电压的增加从放电极一侧产生猛烈的电晕放电,使放电极和集尘极之间的集尘空间充满负离子和电子。将废气导入这个集尘空间,废气中的粉尘及烟霭等则带上负电,因伴随静电凝聚作用的库仑力而向集尘极移动,并附着于集尘极。附着的粉尘及烟霭等,在集尘极失去负电荷,因为向集尘极供给的洗涤用水以及自重从集尘极脱离落下,排到电子集尘器的外部。
这样,湿式电子集尘器,可以以高的集尘效率收集各种种类的固态、液态的粉尘及烟霭等微细物。
在这样的湿式电子集尘器中,为了提高对包含重金属的粉尘及烟霭等的集尘效率,众所周知的手段是提高放电极和集尘极之间的外加电压。
【专利文献1】日本专利文献特开2007-196159号公报
【专利文献2】日本专利文献特开2002-119889号公报
【专利文献3】日本专利文献特公平6-91965号公报
发明所要解决的技术问题
然而,如果一直增加湿式电子集尘器的放电极和集尘极电压之间的外加电压,则会增大电晕放电,最终有时会产生火花放电(电火花)。
一旦产生这样的火花放电,则会妨碍湿式电子集尘器的稳定运转。为此,在湿式电子集尘器的运转中,要求不仅要用洗涤用水喷雾,而且要保持不产生火花放电的稳定的运转状态。
为此,使用包括在专利文献1~3中的现有的湿式电子集尘器,为了响应这样的要求,处于不得不牺牲提高对包含重金属的粉尘及烟霭等的集尘效率的要求,抑制外加电压的状态。例如,根据专利文献2,为了抑制火花放电的产生,处于不得不把外加电压的有效电压限制于40kV~60kV左右的、降低集尘效率而运转的状态。
此外,在作为左右这样的湿式电子集尘器的效率的因素中,除了放电极和集尘极之间的外加电压以外,还有电流。然而,在包括在专利文献1~3中的现有的湿式电子集尘器中,没有充分考虑到电流。
本发明鉴于这种现状而完成,其目的在于,通过在抑制产生火花放电的发生频率并使对放电极的外加电压与现有相比有所提高(例如,提高到65kV以上)的同时,规定电流密度(例如,规定最低为0.1mA/m2),实现提高对包含重金属的粉尘及烟霭等的集尘效率。
发明内容
本发明的一个方面的电子集尘器,具备:
高压产生部,其产生直流高电压;
直流电压输入部,其输入由所述高压产生部所产生的直流高电压,由电容器滤波并输出该直流高电压;
放电极,其施加有从所述直流电压输入部输出的直流高电压;以及,
集尘极,其通过根据所述直流高电压在所述放电极之间产生的负电晕放电,并收集粉尘及烟霭等,
其中,所述电容器的容量,根据所述放电极和所述集尘极之间的电压纹波系数设定,
其中,根据电流密度和有效电压的对应关系,进行控制以在所述放电极和所述集尘极之间施加65kV以上的有效电压,对所述集尘极通以规定的最低0.1mA/m2的电流密度的电流。
本发明的一个方面的用于电子集尘器的芒刺放电线,包括:
电导线,其与其纵向线状正交的截面形状为具有6个顶点的星形且相邻顶点之间弯曲成凹形;
芒刺线,其两端锋利且在与电导线的纵向垂直的面上弯曲成L形,
其中,从电导线的一端到另一端,芒刺线固定安装设置以使弯曲的凸形部分与夹持电导线并相对的每一对等间距且弯曲成凹形的部分配合。
本发明的一个方面的用于电子集尘器的电源控制装置,为电子集尘器用的电源控制装置,
所述湿式电子集尘器包括:
高压产生部,其产生直流高电压;
直流电压输入部,其输入从所述高压产生部所产生的直流高电压,由电容器滤波并输出该直流高电压;
放电极,其施加有从所述直流电压输入部所输出的直流高电压;以及,
集尘极,其通过根据所述直流高电压在所述放电极之间产生的负电晕放电,并收集粉尘及烟霭等,
其中,所述电容器的容量,根据所述放电极和所述集尘极之间的电压纹波系数设定,
所述电源控制装置具备:
直流高电压控制部,其作为向所述放电极施加所述直流高电压的控制,执行控制以根据电流密度和有效电压的对应关系,在所述放电极和所述集尘极之间施加65kV以上的有效电压,并对所述集尘极通以规定的最低0.1mA/m2的电流密度的电流。
本发明的一个方面的用于电子集尘器的电源控制方法,为与上述本发明的一个方面的用于电子集尘器的电源控制装置对应的方法。
发明效果
根据本发明、可以抑制火花放电的发生频率,通过在抑制产生火花放电的发生频率并使对放电极的外加电压与现有相比有所提高(例如,提高到65kV以上)的同时,规定电流密度(例如规定为0.1mA/m2以上),从而能够提高包含重金属的粉尘及烟霭等的集尘效率。
附图说明
图1是本发明的一实施方式相关的湿式电子集尘器的大致结构的截面图。
图2是显示集尘器主体的外壳的内部的大致结构的斜视图。
图3是详细示出图1的湿式电子集尘器中的、直流电压输入部2和直流高压产生部3的大致结构的局部截面图。
图4是示出施加于现有的湿式电子集尘器的直流高电压V的时序图。
图5是示出施加于本实施方式的湿式电子集尘器上的直流高电压Vc的时序图。
图6示出对湿式电子集尘器的外加电压的上限值的该外加电压、和与其对应的电流的关系。
图7示出内设有图2的电容器的本实施方式的湿式电子集尘器的等效电路的图。
图8是示出本实施方式的湿式电子集尘器的效果的图。
图9是示出本实施方式的湿式电子集尘器的效果的图。
图10是示出本实施方式的铁芒刺线状的放电线的形状的具体实例的图。
图11是示出电导线的形状的具体实例的图。
图12是示出放电线的详细形状的图。
图13是示出根据本发明的其他实施方式的湿式电子集尘器中、具有棱筒形集尘极的集尘器主体的外壳的内部大概结构的斜视图,其中,棱筒形集尘极以开口部为6棱形的形状的筒作为“腔”。
图14是示出图1的湿式电子集尘器的图10的铁芒刺线状的放电线、与电流密度的关系的图。
图15示出分别安装了适用于本发明的放电线的多个四棱筒形的集尘极的斜视图。
图16是示出图10的放电线和四棱筒形集尘极之间的位置关系的概要图。
图17是示出试验装置的四棱筒形集尘极的斜视图。
图18是用于空气负荷试验的比较例的放电线的概略图。
图19是示出与本发明的第1实施方式相关的集尘系统的构成例的图。
图20是通过进入湿式电子集尘器的集尘极的各“腔”中的气体里存在的微细粉尘对空间电荷效应进行说明的图。
图21是示出处于空气负荷时和燃气负荷时,湿式电子集尘器的电流和电压的关系的图。
图22是对通过直流高电压控制部可变地控制荷电电压的具体实例进行说明的图。
图23是示出电源控制装置的状态迁移的图。
图24是示出TP的输入屏幕的表示例的图。
图25是示出在实际的运转中,现有的湿式电子集尘器的电流和电压的时间推移的图。
图26是示出在实际的运转中,适用于本实施方式的湿式电子集尘器的电流和电压的时间推移的图。
图27是示出适用于第2实施方式的集尘系统的设备的构成例的图。
图28是示出与本发明的第2实施方式相关的集尘系统的构成例的图。
图29是与本发明的第3实施方式相关的、关于由图28的集尘系统对运转状态的切换的控制的时序图。
图30是常规产品(固定电压控制)、图19的第1实施方式的集尘系统、图29的第3实施方式的集尘系统的每一个中的节能转换触发器、节能方法及电力的对比图。
图31是示出与本发明的第4实施方式相关的集尘系统的构成例的图。
图32是示出用于与本发明的第4实施方式相关的图31的集尘系统的荷电电压的可变控制的、电流密度和有效电压的对应关系的一个例子的图。
图33是在执行与本本发明第4实施方式的对荷电电压的可变地控制的情况下,表示湿式电子集尘器的电流和荷电电压的时间推移的图。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的一实施方式。
具体地说,图1(A)和图1(B),是显示湿式电子集尘器的外观的大致结构的截面图,是以互相成大致直角的各个方向为视角的截面图。
湿式电子集尘器包括,集尘器主体1,直流电压输入部2,直流高压产生部3。另外,虽未图示,作为湿式电子集尘器的构成部件,还另外适当设有控制直流高压产生部3的直流电压控制部等。
在集尘器主体1中,设有上壳体11,同时发挥侧部壳体功能的集尘极12,下壳体13,和框架14。
通过将上壳体11,集尘极12,下壳体13从上方依次组合,构成集尘器主体1的外壳。集尘器主体1的外壳,通过框架14固定于仅从地面分开预定距离的上方。在本实施方式中,集尘器主体1外壳的材质采用导电性能的FRP。
图2,是显示集尘器主体1的外壳的内部的大致结构的斜视图。
如图2所示,在集尘器主体1的外壳内部,设有上格栅21,上述的集尘极12,下格栅23,电极杆24,放电线25,重块26,朝上的喷头27,以及清洗用管道28。
如图2所示,上格栅21,集尘极12,下格栅23,配设为依次从上方相互仅分开预定距离,在水平方向相互大致平行。
如图2所示,集尘极12,以棱筒为单元(以下,称这样的单元为“腔”),通过连续重复配置多个“腔”而构成。
具体地说,以下,称大致水平方向之中的一个方向为“纵向”,与“纵向”成直角的方向为“横向”。在这种情况下,通过沿纵向连续重复配置N个单元,沿横向连续重复配置M个单元(以下,以N×M来表达)来构成集尘极12。
在这里,N和M为独立的任意整数,如图2所示,在本实施方式中,集尘极12的“腔”的个数为N×M=9×9个。
此外,本实施方式中的腔,为由长度为35~50cm的边组成的棱筒。边的长度为35~50cm的理由在以后叙述。
另外,在本实施方式中,集尘极12的材质采用导电性的FRP。
在本实施方式中,相对这样的集尘极12,放电极由电极杆24及放电线25构成。
如图2所示,电极杆24,配设为沿大致垂直方向贯穿集尘极12的预定的“腔”的中央内部,上端部固定于上格栅21,下端部固定于下格栅23。
如图2所示,放电线25,配设为从上格栅21吊挂下来,沿大致垂直方向贯穿集尘极12的预定的“腔”的中央内部。放电线25还连接到设置于下格栅23的上部的重块26,以保持仅不松弛的张力。
在电极杆24中,直接施加有由图1中的直流高压产生部3产生的、通过图1中的直流电压输入部2供给的负极的直流高电压。另一方面,在放电线25上,通过上格栅21施加有该负极的直流高电压。
朝上的喷头27,配设于集尘极12的各“腔”的四角的上方,将清洗用管道28内流动的洗涤用水,沿大致垂直向上的方向喷出微细的雾。据此,能够清洗并去除附着在集尘极12上的粉尘及烟霭等。
在本实施方式的湿式电子集尘器1中,洗涤用水,被从朝上的喷头27沿大致垂直向上的方向以微细的雾喷出。据此,因为洗涤用水的散布好,能够使所用的洗涤用水的用水量比现有所使用的用水量少。
具体地说,在集尘极的面积为126m2的情况下,在现有的湿式电子集尘器中,需要150L/min的洗涤用水使用量,而在本实施方式的湿式电子集尘器1中,仅需15L/min的洗涤用水的使用量即可。
此外,当大量的洗涤用水通过放电极的周围时,易产生电火花(火花放电)。这一点,本实施方式的湿式电子集尘器1,相比于现有的湿式电子集尘器,因为能够大幅减少所使用的洗涤用水的使用量,因而能够极大地抑制电火花的产生。
此外,在本实施方式的湿式电子集尘器1中,因为洗涤用水是以微细的雾被喷出的,通过放电极周围时的洗涤用水的粒径,比现有的湿式电子集尘器的要小,所以能够进一步抑制电火花的产生。
换言之,朝上的喷头27,是有利于提高施加于电极杆24和放电线25上的负极的直流高电压的构成部件。
图3,是详细表示图1的湿式电子集尘器中的,直流电压输入部2和直流高压产生部3的大致结构的局部截面图。
具体地说,图3(A)和图3(B),是详细表示直流电压输入部2和直流高压产生部3的外观的大致结构的截面图,为以相互成大致直角的各个方向为视角的截面图。
如图3所示,直流电压输入部2,具有电容器箱31,母线槽32,和绝缘腔33。
在电容器箱31的内部,设有电容器41,保护电阻42,和保护电阻43。
在这里,简单说明设置电容器41的理由。
换言之,从直流高压产生部3产生的输入到直流电压输入部2的直流高电压V,虽通过后述的直流高压产生装置71被从交流变换到直流(以下称为“整流”),但却没有进行充分的整流。
为此,在从直流高压产生部3产生的直流高电压V中,其峰-峰的电压差△E很大,相对于有效电压Er其峰值电压Vp变得很高。因此,假若将这个直流高电压V,不作任何改变地施加于放电极,有可能增大火花放电的发生频率。另外,如上所述,在本实施方式中的放电极,指图2所示的电极杆24和放电线25。
因此,在本实施方式中,对于由直流高压产生部3产生的直流高电压V,通过电容器41,进一步使这一直流的脉动电流变小(以下称为“滤波”),通过降低峰-峰的电压差△E,可以在提高有效电压Er的同时,抑制峰值电压Vp。
换言之,通过电容器41滤波后的直流高电压Vc,不仅提高了有效电压Er,也抑制了峰值电压Vp。提高有效电压Er,意味着能够提高湿式电子集尘器的集尘效率。另一方面,抑制峰值电压Vp,意味着能够抑制电子集尘器中的火花放电的发生频率。
据此,即使使用比现有的有效电压Er高的外加电压,也可以抑制火花放电的发生频率而进行稳定运转,结果,以较高的效率收集粉尘及烟霭等。
另外,关于电容器41及其效果的更详细情况,参照图3以后的附图在后面叙述。
保护电阻42,连接于电容器41,和后述的直流高压产生部3的高电压输出端子72之间。
保护电阻43,连接于该高电压输出端子72,和母线槽32的后述的母线51之间,起过电压保护作用。
在母线槽32的内部,设有母线51,壁穿通绝缘子52,和封板53。
母线51,连接于保护电阻43的一端(与高电压输出端子72的相连接的一端相反的一端),和壁穿通绝缘子52的一端。
壁穿通绝缘子52,正如其名称,配置为贯穿封板53,其一端,连接于所述母线51,而其另一端,连接于绝缘腔33中的后述的支撑绝缘子61。
封板53,以阻断被处理废气进入母线槽32为目的,设置于该母线槽32和绝缘腔33之间。
绝缘腔33中设置的支撑绝缘子61,其一端,连接于所述壁穿通绝缘子52,而其另一端,连接于作为放电极的一部分的电极杆24(图2)。
直流高压产生部3,通过进行将来自图3中未图示的交流电源(图7中的交流电源Vo)的交流电压,经图3中未图示的变压器(图7中的变压器Tr)升压,经直流高压产生装置71整流(但是如上所述脉动电流大,未充分整流)等一系列处理,转换为直流高电压V从高电压输出端子72输出。
从高电压输出端子72输出的直流高电压V,输入到直流电压输入部2,经保护电阻43,母线51,壁穿通绝缘子52,及支撑绝缘子61,施加于放电极。换言之,从高电压输出端子72输出的直流高电压V的供电线路,由高电压输出端子72,保护电阻43,母线51,壁穿通绝缘子52,及支撑绝缘子61构成。
[湿式电子集尘器的动作]
以下,关于以上构成的本实施方式的湿式电子集尘器的动作进行说明。
在集尘极12(图2)接地的状态下,由直流高压产生部3(图3)产生的负极的直流高电压V,经直流电压输入部2(图3)中的电容器41充分滤波,最后,作为直流高电压Vc被施加于放电极。另外,如上所述,放电极指电极杆24和放电线25(图2)。
直流高电压Vc的数值一旦增加,在放电极,和包围其周围的集尘极12的“腔”的各侧面之间则产生负电晕放电,结果,负离子从放电极,向朝向集尘极12的“腔”的各侧面的每一个的方向移动,且在相同方向产生离子风。
这样,在本实施方式的湿式电子集尘器中,集尘极12的各“腔”的内部空间成为离子空间。因此,如图1所示,包含粉尘及烟霭等微细粉尘的气体G1,从湿式电子集尘器的外壳的下部进入,从集尘极12的各“腔”的下端的开口部向上端的开口部流动,通过与负离子相碰而使粉尘及烟霭等带电。
带电的粉尘及烟霭等,由于集尘极12的各“腔”内部的直流电场,受到从放电极,向朝向集尘极12的各“腔”的侧面的每一个的方向的力而移动,分别附着于集尘极12的各“腔”的侧面。
这样,气体G1中的粉尘及烟霭等被去除。从气体G1去除了粉尘及烟霭等后的气体G2,经集尘极12的各“腔”的上端部排出,如图1所示,进一步从本实施方式的湿式电子集尘器外壳的上部排出。
在这里,将本实施方式的湿式电子集尘器,和现有的湿式电子集尘器做一下比较。
这里所说的现有的湿式电子集尘器,指将从直流高压产生部3产生的直流高电压V不作任何改变地施加于放电极的装置,换言之,指没有内设本实施方式的电容器41的装置。
图4,为施加于现有的湿式电子集尘器的直流高电压V(以下适当称为“外加电压V“)的时序图。
在图4中,纵坐标轴表示外加电压V(kV),横坐标轴表示时间t。
在图4所示的外加电压V中,峰-峰的电压差△E非常大,约为75kV。这是,如上所述,仅仅通过直流高压产生部3中的直流高压产生装置71整流,而仅仅这样整流是不充分的(脉动电流大的意识)缘故。
这样,因为在现有的湿式电子集尘器中,峰-峰的电压差△E非常大,与外加电压V的有效电压Er的约为60kV左右无关,峰值电压Vp就变得非常大,约为100kV。对于执行电压Er按照60kV左右设计的集尘器,这样高的峰值电压值Ep,会增大火花放电(电火花)的发生频率。
为此,在现有的湿式电子集尘器中,为了抑制火花放电保持稳定的运转状态,如上所述,不得不进一步降低外加电压V的有效电压Er,使仅在40~60kV左右运转。然而,如此低的外加电压V,又不能获得足够的集尘效率。
图5,为施加于本实施方式的湿式电子集尘器上的直流高电压Vc(以下适当称为“外加电压Vc”)的时序图。
在图5中,纵坐标轴表示外加电压Vc(kV),横坐标轴表示时间t。
可以发现在图5所示的外加电压Vc中,峰-峰的电压差△E,比现有的小很多,约为10kV。如上所述,这是从直流高电压产生部3输出的直流高电压V,通过电容器41被进一步滤波的缘故。
这样,在本实施方式中,由于内设电容器41,使峰-峰的电压差△E比现有的小很多,结果,即使外加电压Vc的有效电压Er设定的比现有的高,约为75kV左右,也能够抑制峰值电压Vp使比现有的低,约为80kV。
有效电压Er变高,意味着能够提高湿式电子集尘器的集尘效率。另一方面,抑制峰值电压Vp,意味着能够抑制电子集尘器中的火花放电的发生频率。
据此,在本实施方式的湿式电子集尘器中,即使使外加电压Vc比现有的高,更具体地说,即使使外加电压提高到Vc=65kV以上,在图5的实例中是即使提高到75kV左右,也可以抑制火花放电并保持稳定的运转状态,最终,使能够高效率地去除包含重金属的粉尘及烟霭等。
此外,以下,关于外加电压Vc的上限值进行探讨。在这里,外加电压Vc的上限值,指产生火花放电的电压。
图6,显示表示对湿式电子集尘器的外加电压的上限值的该外加电压,和与其对应的电流的关系。
在图6中,纵坐标轴表示对应外加电压的电流(后述的图7中等效电路中的输出电流)(mA),横坐标轴表示外加电压(后述的图7中的等效电路2C中的输出电压Vc)的有效电压Er。
在这里,不论是本实施方式的湿式电子集尘器,还是现有的湿式电子集尘器(如上所述,为没有内设本实施方式的电容器41的装置),外加电压和与其对应的电流的关系是大致一样的。
为此,点PA,表示关于现有的湿式电子集尘器的实测值,发现当外加电压V的有效电压Er约为72kV(电流约为12mA)时,产生火花放电。
点PB,表示关于本实施方式的湿式电子集尘器的实测值,发现即使外加电压Vc的有效电压Er达到约为86kV(电流约为22mA),也未发生火花放电。
在这里,需要注意的是,图6中用于实测的本实施方式的湿式电子集尘器和现有的湿式电子集尘器的差异点,仅仅是电容器41及保护电阻42的有无。这就是说,图6所示的实测结果,意味着在没有内设电容器41的情况下在大约72kV时本应发生火花放电之时,通过内设电容器41即使提高至约86kV也未产生火花放电。
这样,发现通过采用内设电容器41的本实施方式的湿式电子集尘器,即使将外加电压的有效电压Er设定得比现有的高约14kV(=86kV-72kV)也能够运转,换言之,也能够高效率地去除含有重金属的粉尘及烟霭等。
另外,如上所述,因为本实施方式的湿式电子集尘器中的外加电压达到Vc=86kV也未产生火花放电,其上限值为超过86kV的数值。
此外,通常,无火花放电的电晕放电的电压,相对于2个电极间的距离的每1cm,约为4kV(约为4kV/cm)。因此,预测在具有35~50cm的长度的边的本实施方式的“腔”中,外加电压Vc={(50cm)×(4kV/cm)}/2=100kV左右为上限值。此外,在为了提高电压而不合理地扩大电极和“腔”间的距离的情况下,由于集尘面积和相对所占面积的比会逐渐变小,而不经济。从以上所述,本实施方式的外加电压Vc,优选采用65kV左右~100kV左右为佳。
但是,在这里应注意一点,不是仅仅通过简单内设电容器41,即可达到所述效果,换言之,不能充分发挥,不仅使有效电压Er提高(例如,提高到约65~100kV),又可抑制其峰值电压Vp的效果。换言之,首先要采用合适容量的电容器,来作为电容器41,才能够充分达到所述的效果。
因此,以下,参照图7说明对于电容器41的合适容量的设定方法。
[湿式电子集尘器中内设电容器的容量的设定方法]
图7,为表示内设有电容器41的本实施方式的湿式电子集尘器的等效电路的图。
如图7所示,本实施方式的湿式电子集尘器的等效电路,由主要与直流高压产生部3相关的等效电路3C,主要与直流电压输入部2相关的等效电路2C,和主要与集尘器主体1相关的等效电路1C连接而构成。
在这里,所说的“主要”,和例如后述的综合容量C不能仅从集尘器主体1部件来决定一样,是不能明确地划分集尘器主体1,直流电压输入部2,及直流高压产生部3的各自的等效电路的缘故。
在等效电路3C中,来自交流电源Vo的交流电压,经由变压器Tr升压,进一步经直流高压产生部3整流(但是,如上所述未充分整流),被以直流高电压V输出,并输入到等效电路2C。
等效电路2C,如图7所示,由T型4端子电路构成。等效电路2C中,2个输入端连接等效电路3C,2个输出端连接等效电路1C。等效电路2C的输入及输出的一端(图4中的下端)接地。等效电路2C的输入电压(2个输入端之间的电位差),为从直流高压产生部3输出的直流高电压V,等效电路2C的输出电压(2个输出端之间的电位差),为对集尘器主体1的放电极的外加电压Vc。
等效电路2C的2个输入端的每个,分别连接直流电压输入部2的电容器41与保护电阻42串联连接后的两端。在该串联连接的一端(与接地的一端相反的一端),和等效电路2C的输出的一端(与接地的一端相反的一端)之间,连接有直流电压输入部2的保护电阻43。
如图7所示,等效电路1C由本实施方式的湿式电子集尘器的固有静电电容C1构成。
在这里,关于等效电路2C的输出电压Vc,即对集尘器主体1的放电极的外加电压Vc,其额定电压用Eo表示。此外,等效电路2C输出的额定电流用Io表示。
关于等效电路2C的输出电压Vc(对集尘器主体1的放电极的外加电压Vc),其交流电压成分的最大值与最小值的差,即峰-峰的电压差△E,用下面的公式表示。
△E=Io/2fC···(1)
在公式(1)中,f表示交流电源Vo的频率,C表示C1与C2的和(C=C1+C2),以下,称“综合电容”。C1如上所述表示湿式电子集尘器的固有静电电容,C2表示直流电压输入部2的电容器41的静电电容。
这种情况下,关于等效电路2C的输出电压Vc(集尘器主体1的放电极上的外加电压Vc),其峰值电压Vp,用下面的公式(2)表示。
Vp=Eo+△E/2···(2)
在这里,电压纹波系数用Mv表示,定义如下面的公式(3)。
Mv=Vp/Eo
=(Eo+△E/2)/Eo
=1+△E/(2×Eo)···(3)
在这里,额定电压Eo已知,确定电压纹波系数Mv以后,峰-峰的电压差△E,可以从下面的公式(4)求出。
△E=(2×Eo)×(Mv-1)···(4)
对上述公式(1),通过代入公式(4)的计算值,求得综合电容C。在这种情况下,直流电压输入部2的电容器41的静电电容C2,用下面的公式(5)计算。
C2=C-C1···(5)
在这里,集尘器主体1的固有静电电容C1,作为集尘极12及放电极之间的静电电容,和直流高电压输入部2中的电路(母线51)与母线槽32之间的静电电容的和,可以通过众所周知的公式,近似计算出。
另外,保护电阻43的电阻值Ro及保护电阻42的电阻值Rc,在湿式电子集尘器的电路,例如放电线和集尘极12短路的情况下,只要选用使在设备的容许电流以下即可。
在这里,所述效果,换言之,为了不仅增高有效电压Er(例如增加到约65~100kV),而且抑制其峰值电压Vp,需要抑制峰-峰的电压差△E。换言之,通过计算出的有效电压Er及峰值电压Vp,某种程度上可确定所需要的峰-峰的电压差△E。
因此,设计人员作为设计思想,为获得所期望的效果,只要确定峰-峰的电压差△E即可。
在这里,峰-峰的电压差△E,可以通过上述公式(4)求出。根据公式(4),设计人员等可任意改变的值是电压纹波系数Mv,一旦确定了电压纹波系数Mv,以后即可自然地,计算出峰-峰的电压差△E。
从以上所述,为了获得所期望的效果,设计人员等只要首先确定作为设计值的电压纹波系数Mv即可。例如,为了获得上述图5所示的效果,只要确定电压纹波系数Mv为1.15(15%)、更佳的1.10(10%)以下的值即可。
这样,一旦确定电压纹波系数Mv,通过上述公式(4),求出峰-峰的电压差△E。进一步通过将这样求得的峰-峰的电压差△E代入上述公式(1),求出综合电容C。并且,通过将该综合电容C代入上述公式(5),计算出可获得所期望效果的适合的,电容器41的静电电容C2。
[对湿式电子集尘器的集尘效率有利的因素]
以上,通过使对集尘器主体1的放电极的外加电压Vc比现有的高(例如提高到65~100kV左右),关于获得提高湿式电子集尘器的集尘效率的效果进行了说明。
但是,对湿式电子集尘器的集尘效率有利的因素,不仅仅是外加电压Vc。关于这一点,以下简单说明。
即,为了提高集尘效率,换言之,为了高效地从废气去除粉尘及烟霭等,需要尽可能加大集尘极12和放电极的2个电极间的电场的强度。
通常,众所周知的是2个电极间的电位差(外加电压Vc)增高电场的强度也增高,另一方面,2个电极间的距离变大电场的强度则减低。即,可知对湿式电子集尘器的集尘效率有利的因素,不仅是外加电压Vc,也包括2个电极间的距离。
从以上所述,因为缩短2个电极间的距离电场的强度会增加,仅此既可以提高集尘效率。然而,如若过度缩短2个电极间的距离,会造成该2个电极间的绝缘击穿,最终产生火花放电。为此,不合理地缩短2个电极间的距离并不可取,需要限制在合适的范围内。因此,以下,关于2个电极间的合适距离进行说明。
[湿式电子集尘器的集尘极和放电极的2个电极间的距离]
通常,在不产生火花放电的情况下保持电晕放电的电压,相对2个电极间的距离的每1cm,约为4kV(约4kV/cm)。
因此,合适的2个电极间的距离d,由2个电极间的电位差,即外加电压Vc(kV)来决定。具体地说,合适的2个电极间的距离d,如下面公式(6)所示。
d(cm)=Vc(kV)/4(kv/cm)···(6)
例如,如要求外加电压Vc为70kV,则由公式(6),2个电极间的距离d为17.5cm较适宜。
因此,通过使2个电极间的距离d为17.5cm,并且,内设所述电容器41,在理论上,可以不产生火花电压以外加电压Vc=70kV进行运转。
这就是说,与电极的形状无关一样。例如,如专利文献3所示,对于具有线状的放电极和平面形状的集尘电极(以下,称为“平面电极”)的现有的集尘器主体,如果应用内设电容器41的本实施方式的直流电压输入部2及直流高压产生部3,并且,将2个电极间的距离d设定为17.5cm,理论上,即使将外加电压Vc(kV)提高到70kV,也能够实现不产生火花放电的稳定的运转状态。换言之,根据电容器41的作用,理论上,即使是“平面电极”也能够提高集尘效率。
然而,在采用FRP作为“平面电极”的材质的情况下,该“平面电极”,由于老化和热的影响,会发生“翘起”及“弯曲”等形状变形。
即使“平面电极”的一部分发生“翘起”及“弯曲”等,由于仅该部分中的2个电极间的距离被缩短,即使外加电压Vc相同,电场的强度也会增加。换言之,随着由于“翘起”及“弯曲”等引起的2个电极间的距离的缩短,产生火花放电的电压也变小了,所以如果开始就设定外加电压Vc=70kV,就会使火花放电频繁发生,而不能继续稳定的运转状态。
例如,由于老化和热,如果FRP的平板以全长的3%的比例在中央部分发生“翘起”及“弯曲”等变形,则在长度为315cm的平板电极中,会发生9.45cm(=315cm×0.03)的“翘起”及“弯曲”等的变形。由于最初的2个电极之间的距离d为17.5cm,变形以后2个电极之间的距离缩短到8.05cm(=17.5cm-9.45cm)。
因此,为了抑制火花放电的产生,需要将外加电压Vc降低至32.2kV(=8.05cm×4kV/cm)。
因此,在现有的“平面电极”中,考虑到由于老化和热等引起的“翘起”及“弯曲”等的变化,有必要设计得使外加电压Vc的规格预先降低至32.2kV,或者,考虑由于老化及热等使距离缩短而预先将2个电极间的距离设计得较大。
如果将外加电压Vc的规格降低至32.2kV,保证所要求的集尘效率就极其困难,另一方面,如果将2个电极间的距离设计得较大,仅此就使湿式电子集尘器变得大型化,会产生成本及设置等各种各样的问题。
因此,在本实施方式的集尘极12中,导入“腔”这个单元,通过连续重复配置多个“腔”,并使各“腔”的四角牢固地固定,实现不易发生“翘起”及“弯曲”等变形的结构。
在这里,在本实施方式中,如图2所示,集尘极12的“腔”的个数为81个(=9×9个)。因此,只要将集尘极12的整体在大致水平方向的边的长度,设为与上述实例的现有的“平面电极”的长度315cm一样,而准备具有35cm×35cm的正方形状的开口部的“腔”即可。
这种情况下,如果将这样的“腔”,使用与所述“平面电极”相同的,以全长的3%的比例在中央部分产生“翘起”及“弯曲”等的变形的FRP板来制造,一个“腔”中的一个边的长度,仅缩短约1cm(=35cm×0.03)左右。
因此,一个“腔”内的和放电极的距离,即2个电极之间的距离为16.5cm(=17.5cm-1cm)。在这种情况下的外加电压Vc,为66kV(=18.5cm×4kV/cm)左右仅有些许的下降。
另外,虽然在本段落的说明中对比现有的“平面电极”,将集尘极12的“腔”的一个边的长度设为35cm,也可以设为50cm左右。即使在设为50cm左右的情况下,也能够确保同样的强度,而且,当然能够使外加电压Vc更高。
此外,如上所述,在本实施方式中,各“腔”的四角被牢固地固定,所以能够期待进一步使其不易产生这样的“翘起”及“弯曲”等的变形。这种情况下,可以期待外加电压Vc的降低也是更加轻微的。
这样,在本实施方式中,因为由多个“腔”连续重复配置而构成集尘极12,能够完全不考虑由于老化及热等引起的“翘起”及“弯曲”等的变化,不作任何改变地采用所期望的电压(在所述实例中为70kV)作为外加电压Vc的规格,来设计制造湿式电子集尘器。
并且,即使这样设计制造,仅会产生少许的“翘起”及“弯曲”等的变形。因此,即使长时间使用,也不会产生火花放电,使能够基本维持最初的外加电压Vc(上述实例中为70kV)而运转。
从以上所述,在本实施方式中,采用由35~50cm长度的边组成的四边形的“腔”(棱筒)。
[与湿式电子集尘器的保护电路的关系]
然而,虽未图示,对于本实施方式的湿式电子集尘器,出于安全上的目的,也可以使用专利文献3中所公开的那样的保护电路。
换言之,一旦产生火花放电,这个火花放电有可能到达集尘极12的表面部位。在这种情况下,在集尘极12中的火花放电的到达部位,由于该火花放电产生使FRP树脂及纤维剥落等的损伤,劣化导电性FRP的耐蚀层,降低导电性FRP的耐腐蚀性的问题。
要解决这样的问题,在专利文献3中,公开了一种保护电路,进行自动控制以使一旦产生火花放电,抑制其后将连续产生的火花放电。具体地说,专利文献3中公开了一种保护电路,用于进行自动控制,其通过将来自高电压产生装置(本实施方式的直流高压产生部3)的外加电压(现有的指外加电压V,在本实施方式中指外加电压Vc),瞬间降低至不会产生火花的电压,而停止火花放电,然后,将电压再一次提高到原来的外加电压。
但是,在这样的保护电路动作(进行自动控制)中的外加电压降低的状态,意味着处于湿式电子集尘器的集尘效率低下的状态。在这样的集尘效率低下的状态将被处理废气排放到下一个流程,虽说是瞬间,也是不理想的。
所以,在本实施方式的湿式电子集尘器中,如上所述,通过电容器41的滤波作用,不仅使有效的外加电压Er比现有的增高,也能够使峰值电压Vp比现有的降低。为此,能够期待火花放电的发生频率变得极低,所以保护电路的动作频率,即,集尘效率处于低下的状态下将被处理废气排放到下一个流程的频率也变得非常的低。
[与湿式电子集尘器的电流的关系]
此外,如背景技术中所述,作为左右湿式电子集尘器的效率的因素,除了放电极和集尘极之间的外加电压Vc以外,还有集尘极2中流动的电流。详细地说,由外加电压Vc产生的电场,有利于将粉尘及烟霭等的电荷及静电粒子(带电粒子)向集尘极2输送。另一方面,电流,有利于粒子的电荷及粒子向集尘极2附着。
为此,只要电压和电流中至少一个不充分,就会使湿式电子集尘器的集尘效率大幅度下降。为此,在本实施方式的湿式电子集尘器中,规定对集尘极2的电流密度最低为0.1mA/m2
另外,电流密度的上限值,虽没有特别限定,由于设备上的理由预测1.0mA/m2左右为上限值。换言之,通常,虽在设备的设计上应保持富余,对于能够在0.1mA/m2以上的电流密度进行粉尘等的收集的设备,安装极大的电源装置是不经济的。为此,根据经验在实际中,以0.6mA/m2左右的电流密度进行设计。据此,本实施方式的电流密度,规定为0.1mA/m2~1.0mA/m2之间为佳。
[本实施方式的湿式电子集尘器的效果]
综上所述,本实施方式的湿式电子集尘器,对比现有的湿式电子集尘器,可以发挥如下(1)~(4)的有益效果。
(1)以往,是将直流高压产生部3的输出电压V,即整流不充分的状态(脉动电流大的状态)的输出电压V不作任何改变地,作为外加电压施加于放电极上的。相对于此,在本实施方式中,直流高压产生部3的输出电压V,是通过内设电容器41的直流电压输入部2,进一步滤波的输出电压Vc,将该输出电压Vc施加于放电极上。
据此,使外加电压Vc的有效电压Er比现有的高的同时(例如,从以往的40~60kV左右,提高到70~80kV左右的同时),使相比现有的更能够抑制外加电压Vc的峰值电压Vp。增加外加电压Vc的有效电压Er,意味着提高集尘效率,抑制外加电压Vc的峰值电压Vp,意味着降低火花放电的发生频率。
图8,为表示本实施方式的湿式电子集尘器的效果的图。
图8中,纵坐标轴表示集尘效率(%),横坐标轴表示外加电压(kV)。
在现有的湿式电子集尘器中,如上所述,由于外加电压为40~60kV左右,集尘效率为较低的值,最大为99.6%左右,至于砷(As)当外加电压为50kV时连98%都达不到。
相对于此,本实施方式的湿式电子集尘器中的外加电压Vc,因为能够提高到65~100kV,对于粉尘,铅(Pb),镉(Cd),及砷(As)的任意一个的集尘效率,都达到了非常高的值99.8~99.9%。
(2)因为抑制了外加电压Vc的峰值电压Vp,即使在将外加电压Vc的有效电压Er提高至65~100kV的状态,火花放电的发生频率也变得非常的低。为此,在专利文献3那样的保护电路非频繁动作的状态下,即,在抑制有可能在集尘效率低下的状态下将被处理废气排放到下一个流程的状态,能够抑制由对FRP制造的集尘极12的火花放电引起的损伤。
(3)在本实施方式的集尘极12中,导入“腔”的单元,通过连续重复配置多个“腔”,将各“腔”的四角牢固地固定,实现不易产生“翘起”及“弯曲”等的变形的结构。
结果,即使长期使用,也能够使因为放电极与集尘极12的靠近而产生火花放电的电压保持最初的样子而不下降。据此,只要结合最初的外加电压Vc,即所述效果(1),就能够相比以往长时间地维持在,保持比现有高很多的65~100kV的外加电压Vc的运转状态下。
(4)在本实施方式的湿式电子集尘器中,如上所述,规定电流密度为0.1mA/m2~1.0mA/m2之间。据此,如图9所示,能够尽力提高集尘效率。
图9,为表示本实施方式的湿式电子集尘器的效果的图。
图9中,纵坐标轴表示集尘效率(%),横坐标轴表示电流密度(mA/m2)。
在现有的湿式电子集尘器中,如上所述,因为没有特别考虑电流密度,集尘效率仅取决于外加电压,而由于电流密度的原因使集尘效率变低。
相对于此,本实施方式的湿式电子集尘器中,通过规定电流密度最低为0.1mA/m2,能够确保对粉尘,铅(Pb),镉(Cd),及砷(As)的任意一个的集尘效率,为超过99.3~99.9%的极高的值。
为实现这样高的电流密度,能够将图1的放电线25的形状,形成铁芒刺线状。因此,以下参照图10~图12,对形成铁芒刺线状的放电线25进行说明。
图10,为表示本实施方式的铁芒刺线状的放电线25的形状的具体实例的图。
放电线25,由线状的电导线251,和从该电导线251的一端到另一端分别成对设置的多个芒刺线对252构成。
图11,为表示电导线251的形状的具体实例的图。
电导线251的与其纵向正交的截面形状,可为如图11(a)所示的圆形,也可为如图11(b)所示的棱形,也可以为任何的形状,但以如图11(c)所示的星形为佳。此外,电导线251的截面形状,为具有6个顶点的星形,相邻顶点之间以凹形弯曲的为佳。
图12,为表示放电线25的详细形状的图。图12(a),为表示放电线25的截面的图。图12(b)及图12(c),为表示放电线25的侧面的图。
多个芒刺线对252,沿电导线251的纵向各个成对地等间距地设置。相邻芒刺线对252之间的间隔,以30~60mm为佳。在相邻芒刺线对252之间的安装间隔变窄的情况下,对粉尘及烟霭等的带电效率增高,能够提高集尘器的集尘性能。然而,如果相邻芒刺线对252之间的安装间隔比预先规定的间隔窄,则从构成芒刺线对252的芒刺线252a,252b所发出的放电电流在相邻芒刺线对252之间会变得相互干涉。结果,使相对于每1根放电线的放电电流(电流密度)减少,最终使集尘性能变差。据此,本实施方式中,相邻芒刺线对252之间的安装间隔,为30~60mm。相邻芒刺线对252之间的安装间隔在30~60mm的时候能够获得最佳的集尘性能。
各芒刺线对252,由两端锋利并弯曲成L形的2根芒刺线252a,252b构成。芒刺线252a,252b越细越容易产生电晕放电,所以在本实施方式中,芒刺线252a,252b的直径为3mm左右。这些2根的芒刺线252a,252b,通过相对夹持电导线251,分别固定到电导线251的两个侧面。
对电导线251的芒刺线252a,252b的固定方法没有特别限定,但以焊接安装为佳。据此,能够简易地批量生产质量上极少变化的且耐用的铁芒刺线状的放电线25。
焊接芒刺线252a,252b时,首先将芒刺线252a,252b的大致中间部位弯成L形,将在大致中间部位形成该L形的芒刺线252a,252b的弯曲部,焊接到电导线251上。据此,即使在芒刺线252a,252b较细的情况下,也能够防止芒刺线252a,252b的变形,使多个芒刺线对252排列成均匀的形状。此外,芒刺线252a,252b和电导线251的安装,以使电导线251的向上述的凹形弯曲的部分,与向芒刺线252a,252b的弯曲部的凸形弯曲的部分相配合固定为佳。
此外,从各芒刺线252a,252b的弯曲部到尖端的长度,以5~30mm为佳。其理由是因为,如果小于5mm则放电电流变小,大于30mm则产生火花放电的初始电压变低。
因为以上(1)~(4)的显著效果,湿式电子集尘器,适合于从至少含有铅,镉,砷的一种以上的废气中去除粉尘及烟霭等。
另外,本发明不限定于上述实施方式,在达到本发明目的的范围内进行的变形,改良等包括本发明中。
例如,作为上述实施方式的集尘极12,虽为采用以开口部具有正方形的形状的棱筒作为“腔”(单元)的棱筒形集尘极,但不特别限定于此。
具体地说,例如,构成棱筒形集尘极的各“腔”的开口部的形状,并非特别需要是正方形,只要是N棱形(N为3以上的整数值)即可,这种情况下,只要将朝上的喷头27等,配设在各“腔”的N个角中的,至少1个角的周围即可。
图13,为表示具有棱筒形集尘极的集尘器主体1的外壳的内部大概结构的斜视图,其中,棱筒形集尘极以开口部为6棱形的形状的筒作为“腔”。
在图13的例子中,在集尘器主体1的外壳内部,设有上格栅21,集尘极12,下格栅23,电极杆24,放电线25,重块26,朝上的喷头27,清洗用管道28。
图13的例子中的集尘极12,通过以开口部具有棱形的形状的筒作为“腔”,并连续重复配置多个“腔”而构成。
另外,“腔”的个数,虽在图13的例子中为10个,这仅仅是举例说明,可以是任意的数。
此外,例如,在上述实施方式的湿式电子集尘器中,如上所述,规定电流密度为0.1mA/m2~1.0mA/m2之间。
然而,虽可以规定电流密度为超过0.1mA/m2的值,如上述图9所示,由于如果超过0.1mA/m2集尘效率基本不变,所以尤其没有必要超过0.1mA/m2。换言之,电流密度以0.1mA/m2为最佳。
这种情况下,图1的放电线25的形状,可以为铁芒刺线状。
即,如果提高外加电压Vc,在放电极附近的电场强度变高,激烈地进行离子化的同时,其离子化区域也变大,产生的离子的数增加。据此,集电效率变高。
虽能够通过减小放电极的直径,获得与此相同的效果。但放电极太细则有可能折断。为此,实际上在加大截面提高机械强度的同时,另一面考虑到放电特性要使等价放电电极的直径减小,图1的放电线25的形状,形成为铁芒刺线状。
这里,放电线25的形状,不限定于铁芒刺线状,如下图所示,也可以是刀形电极,但通过像本实施方式那样的铁芒刺线状,能够自由可变地设定电流密度。
图14,为表示本实施方式的湿式电子集尘器的铁芒刺线状的放电线25,与电流密度的关系的图。
图14中,纵坐标轴表示电流值(电流密度)(mA/m2),横坐标轴表示刺数。
在这里,刺,指在线状的电导线251上形成的1个芒刺线对252(图10)。由于线状的电导线251的长度是固定的,刺数增多,意味着间距P(图10的2个芒刺线对252之间的距离)变窄。
如图14所示,可知刺数越多,即间距P越窄,电流值(电流密度)(mA/m2)越大。通过使间距P变窄,使漂浮粉尘及烟霭等的带电效率提高。
即,在将外加电压Vc固定为65kV以上(图8的例子中,图示为80kV,但可到100kV左右)的状态而又想使电流密度可变的情况下,只要改变间距P即可。
即,在本实施方式中,规定电流密度为0.1mA/m2。这是,为使电流密度为0.1mA/m2而设定的间距P。因此,如要改变规定的电流密度,也要根据规定的电流密度改变间距P的设定。
但是,如果间距P比预先规定的间隔窄,从构成芒刺线对252的芒刺线发出的放电电流在相邻芒刺线对252之间会相互干涉。结果,相对于每1根放电线的放电电流(电流密度)减少,最终使集尘性能劣化。
上述放电线25,设置于湿式电子集尘器1所具有的一个或多个集尘极的腔内。集尘极的腔如上所述能够使用各种形状,能够采用四棱筒形的腔。
并且,1个集尘极的腔中能够设置1根放电线25。
据此,在四棱筒形的集尘极的腔的中央部分配置放电线25的情况下,在放电线25和集尘极12之间的集尘空间中,能够获得均匀的电场分布,能够通以强的放电电流。另外,四棱筒形的集尘极的腔,比现有的平板集尘极的强度高,具有由于基本不会因热作用等而产生变形,能够长期保持高性能的特点。
图15所示为9个四棱筒形的集尘极12的具体实例,除了中央的四棱筒形的腔,每1个中分别设有放电线25。在这些9个四棱筒形的腔的上方设有上格栅21,在该上格栅21的对应各四棱筒形的腔的中央部位的位置安装有挂钩。该挂钩上挂有设于各放电线25的上端部的环状构件。
各放电线25的下端部安装有重块26,此外,这些重块26,支撑位于9个四棱筒形的腔的下方的下格栅23。据此,抑制各放电线25的各自的摇动。另外,中央的四棱筒形的腔的空间的中心部设有承受该下格栅23的重量且线径较粗的杆24,也可以设置放电线25以代替之。
在将放电线25设置于四棱筒形的腔的空间的中心部的情况下,此外如图16所示,在各芒刺线对252(图12)中,以2根芒刺线252a,252b的4个尖端分别朝向四棱筒形集尘极12的中央的腔的4个角落为佳。此外,从芒刺线252a,252b的弯曲部到尖端的直线部,以和与电导线251(图12)的纵向正交的面平行且以电导线251为中心放射状延伸的为佳。据此集尘空间S中的电场分布D以放电线25为中心对称,能够流过更强的放电电流。
对这种情况下的実施例进行说明。将两端锋利的芒刺线弯曲成L形,使弯曲部两两相对,将截面为星形形状的粗9mm的电导线每1对按50mm的间隔焊接,制造如图12所示的放电线25。另外,放电线25的材质为Pb,1根放电线25的有效长度为3m。
如图17所示,将该放电线25安装于具有由4个四棱筒形的腔组成的集尘极12(长350mm×宽350mm)的试验装置上,进行空气负荷试验。另外,4个四棱筒形的腔中的2个中各悬挂1根放电线25,剩余的2个中各安装1根杆24,在这4根的下端部,安装下格栅23a。此外,电源容量为80kV×20mA。
[对比例1]
取代上述実施例中的放电线25,使用如图18(a)所示的由Ti及Pd组成的带刺股线,其余和上述実施例一样,进行空气负荷试验。另外,这个带刺股线,为在由2根2mm直径的线组成的股线上,每2根按50mm的间隔,安装两端锋利芒刺线而成。
[对比例2]
取代上述実施例中的放电线25,使用如图18(b)所示的由Pb组成的带刺板的星形线,其余和上述実施例一样,进行空气负荷试验。并且,在该电导线上用和実施例一样的,沿其纵向每1个按50mm间隔安装带刺板。
这些空气负荷试验的结果在下面的表1中表示。
表1
从上述表1可知,実施例中的放电线25,与对比例1,2中的带刺股线及带刺板的星形线相比较,分别通以1.2倍以上及1.4倍以上的放电电流。
[集尘系统的第1实施方式]
以下,对包括适用于本发明的上述湿式电子集尘器1的系统(以下,称“集尘系统”)的各种实施方式进行说明。
[集尘系统的构成]
图19,为表示与本发明的第1实施方式相关的集尘系统的构成例的图。
图19所示的集尘系统S,具有所述湿式电子集尘器1,电源装置300,及电源控制装置400,并与外部系统OS连接。
湿式电子集尘器1的构成如上所述。因此,以下对电源装置300及电源控制装置400的各自构成,按其顺序分别进行说明。
电源装置300,是对湿式电子集尘器1的电极杆24施加负极直流高电压V的装置。电源装置300,具有与直流高压产生部3(图1)相当的,图7中的等效电路3C。即,为了在以下的说明中说明的方便,虽然电源装置300是与湿式电子集尘器1不同的构成部件,也可以理解为如所述湿式电子集尘器1的一个构成部件。
如图19所示,电源装置300,对应于从后述的电源控制装置400供给的电压的设定值,产生负极直流高电压V,并施加于湿式电子集尘器1的电极杆24。湿式电子集尘器1的电压及电流的当前值,被反馈至电源控制装置400,供后述的控制适当利用。
电源装置300的盘面上,从下方依次设有,切换开关331,电位器332,显示器333。
切换开关331,是将电源装置300的控制从“远程”和“直接”中的一方切换到另一方的开关。如将切换开关331切换至“远程”,电源装置300则通过后述的电源控制装置400进行远程控制。相对于此,如将切换开关331切换至“直接”,电源装置300,则由附近的操作人员(未图示)通过直接的盘面操作进行控制。
电位器332,在切换开关331被切换至“直接”的情况下由操作人员操作,以指示变更电压设定值及电流设定值。即,在切换开关331被切换至“远程”的情况下,禁止操作电位器332。
显示器333,用于表示湿式电子集尘器1的电压及电流的当前值。
以下,对控制这样的电源装置300的电源控制装置400的构成进行说明。
电源控制装置400,例如由PLC(ProgrammableLogicController)构成,具有触摸屏(TP)441,和直流高电压控制部442。
触摸屏(TP)441,是表示各种情报的表示画面,也是层叠在该表示画面上,响应用户的指示操作,用于触摸输入各种信息的触摸屏(TouchPanel)。关于触摸屏(TP)441的输入屏幕的详细,参照后述的图24进行说明。
直流高电压控制部442,根据进入湿式电子集尘器1的气体(图1中的气体G1)中所含的微细粉尘(灰尘及粉尘等)的浓度,可变地控制来自电源装置300的荷电电压的值。
直流高电压控制部442,为了根据这样的微细粉尘的浓度可变地控制电荷的电压,具有“在功能上”的浓度判断单元451。
在这里,以“在功能上”描述的,指浓度判断单元451的实现方式没有必要限定于硬件的缘故。即,浓度判断单元451,只要具有以下的功能即可,特别是不限定其实现方式,可以由硬件构成,也可以由软件构成,或者也可以进一步由这些的组合构成。
浓度判断单元451,具有判定微细粉尘的浓度的功能。特别是不限定该功能的实现方式,虽然实际测定微细粉尘的浓度的功能也可以,但在本实施方式中,浓度判断单元451中设有,通过检测由形成于放电极侧,接地的集尘极12侧之间的电流电场产生的电晕放电的电流,来估计微细粉尘的浓度的功能。换言之,浓度判断单元451中设有,以电流作为检测微细粉尘的浓度的指标的功能。
以下,参照图20~图23,对浓度判断单元451中设有的功能,即以电流作为检测微细粉尘的浓度的指标的功能进行详细说明。
图20,为通过进入湿式电子集尘器1的集尘极12的各“腔”中的气体里存在的微细粉尘对空间电荷效应进行说明的图。
另外,以下,称进入湿式电子集尘器1的集尘极12的各“腔”中的气体之中,基本不含有灰尘及粉尘等的微细粉尘(集尘对象)的状态为“空气负荷”,称含有一定灰尘及粉尘等的微细粉尘(集尘对象)的状态为“燃气负荷”。
如图20(1)所示,在空气负荷时,如果在电极杆24或放电线25(以下,为了说明的方便,仅提及放电线25)侧,和接地的集尘极12侧之间施加有直流高电压V,则在放电线25侧,和接地的集尘极12侧之间会形成强烈的电流电场,随着电压的上升从放电线25侧会产生猛烈的电晕放电。
相对于此,如图20(2)所示,在燃气负荷时,如果进入集尘极12的各“腔”的开口部的气体(图2的气体G1)中的粉尘等的微细粉尘的浓度变高,使这些微细粉尘带电在“腔”中的集尘空间形成大量的空间电荷(负离子i)。然后,通过由于这些大量的空间电荷引起的屏蔽效应会抑制放电线25附近的电晕放电。通常称通过这样大量的空间电荷抑制电晕放电,为“空间电荷效应”或“电晕阻塞现象”。气体G1(气体)中的粉尘等的微细粉尘的浓度越高,此外,微细粉尘的粒径越小,该空间电荷效应(电晕阻塞现象)越容易发生。
以下,参照图21,对根据微细粉尘的浓度而变化的湿式电子集尘器1的电流和电压的关系进行说明。
图21,为表示处于空气负荷时和燃气负荷时,湿式电子集尘器1的电流和电压(直流高电压V1)的关系的图。
具体地说,描画了表示空气负荷时的电流和电压的关系的曲线L1,以及表示燃气负荷时的电流和电压(直流高电压V1)的关系的曲线L2。
此外,图21中,纵坐标轴表示湿式电子集尘器1的电流,横坐标轴表示湿式电子集尘器1的荷电电压(直流高电压V1)的有效电压。
当湿式电子集尘器1的直流高电压为定值V1a(V1a为额定电压以下的任意值)的情况下,微细粉尘的浓度较高的燃气负荷时的曲线L2,位于微细粉尘的浓度较低的空气负荷时的曲线L1的下方。据此,可知湿式电子集尘器1的直流高电压为定值V1a的情况下,电流值越高,微细粉尘的浓度越低,相反,电流值越低,微细粉尘的浓度越高。
因此,如上所述,在本实施方式中,检测电流作为微细粉尘的浓度的指标,根据所检测的电流值,可变地控制直流高电压V1的值。
更具体地说,由燃气负荷时的曲线L2可知,气体G1(气体)中的微细粉尘的浓度越高,由于空间电荷效应,湿式电子集尘器1的电流的值越低。因此,浓度判断单元451,在湿式电子集尘器1的电流的值(从电源装置300供给的电流的当前值)较低的情况下,能够判断气体G1(气体)中的粉尘等的微细粉尘的浓度高。
相对于此,由空气负荷时的曲线L1可知,气体G1(气体)中的微细粉尘的浓度越低,湿式电子集尘器1的电流的值越高。因此,浓度判断单元451,在湿式电子集尘器1的电流的值(从电源装置300供给的电流的当前值)较高的情况下,能够判断气体G1(气体)中的粉尘等的微细粉尘的浓度低。
以下,参照图22,对通过适用于本实施方式的直流高电压控制部442的可变地控制荷电电压的具体实例进行说明。
图22,为对通过直流高电压控制部442可变地控制荷电电压的具体实例进行说明的图。
图22中,描画了表示空气负荷时的电流和电压的关系的曲线L3,以及表示燃气负荷时的电流和电压(直流高电压V1)的关系的曲线L4。
此外,图22中,纵坐标轴表示湿式电子集尘器1的电流,横坐标轴表示湿式电子集尘器1的荷电电压(直流高电压V1)的有效电压。
在本实施方式中,湿式电子集尘器1的荷电电压(直流高电压V1)的有效电压,取于节能电压值V12及正常的电压值V11(V11>V12)的2个值之间。
在这里,在本实施方式中,要实现如图22所示的这样的可变地控制,如图19所示,浓度判断单元451,具有浓度增加判断单元461,和浓度降低判断单元462。
浓度增加判断单元461,在当电流的值(从电源装置300供给的电流的当前值)为第1阈值C1(参照图22)以下时,判定微细粉尘的浓度上升。当电流为第1阈值C1以下时,由于微细粉尘的浓度高于定值以上,有必要提高微细粉尘的集尘效率。因此,直流高电压控制部442,在电流为第1阈值C1以下时,控制使电源装置300的荷电电压(直流高电压V1),从节能电压值V12提高到正常的电压值V11,更具体地说,通过控制使电压设定值提高,而使集尘效率提高。
相对于此,浓度降低判断单元462,在电流的值(从电源装置300供给的电流的当前值)为第2阈值C2以上时,判定微细粉尘的浓度下降。电流为第2阈值C2以上时,由于微细粉尘的浓度变低,没必要使微细粉尘的集尘效率太高。因此,直流高电压控制部442,在电流为第2阈值C2以上时,通过控制使电源装置300的荷电电压(直流高电压V1),从正常的电压值V11降低到节能电压值V12,以节省电力。
这样,如果电流的值为第1阈值C1以下,且微细粉尘的浓度高于定值以上,电源装置300的荷电电压(直流高电压V1)则变为正常的电压值V11,以提高对微细粉尘的集尘效率。
在这里,不顾电流的值变为第2阈值C2以上,且微细粉尘的浓度变低,电源装置300的荷电电压(直流高电压V1)施加正常的电压值V11那样的超过的荷电电压,是电力的浪费。因此,在这种情况下,电源装置300的荷电电压(直流高电压V1)被降低至节能电压值V12,使得能够尽量节省电力。
另外,电源装置300,在异常放电时,通过使直流高电压V1的值在短时间内下降,以防止火花放电的产生。
然而,异常放电时的直流高电压V1值的下降,会导致电流值的降低。因此,即使是与微细粉尘的浓度无关(即使是微细粉尘的浓度不变的情况下),即使在产生异常放电而导致直流高电压V1值下降的情况下,一旦电流值为第1阈值C1以下,有可能误判为微细粉尘的浓度上升。
因此,为要防止这样的误判,在因异常放电导致直流高电压V1值降低期间,禁止浓度判断单元451检测微细粉尘的浓度的变化。
[湿式电子集尘器的动作]
以下,参照图23,对以上的构成的本实施方式的集尘系统S的动作进行说明。
图23,为表示电源控制装置的状态迁移的图。
图23中,各状态以1个椭圆表示,由包括引向其椭圆的“S”的符号来判别。
预定的条件(以下,称“迁移条件”)一旦满足,即执行从1个状态到1个状态的状态迁移。
图23中,这样的迁移条件,以在表示从1个状态到1个状态的迁移的箭头中的,附加上包括“T”的符号来表示。
以下,对各状态S1~S3进行说明。
待机状态S1,为电源控制装置400的电源投入后的初始阶段的状态,或荷电电压(电压设定值)为0V的不变的待机的状态。
正常的电压状态S2,为在气体G1(气体)中的微细粉尘的浓度较高的情况下,使集尘效率提高以去除这些微细粉尘,而将荷电电压(电压设定值)设定为正常的电压值V11的状态。
节能电压状态S3,为在气体G1(气体)中的微细粉尘的浓度较低的情况下,为抑制消耗的电量,将荷电电压(电压设定值)设定于节能电压值V12的状态。节能电压值V12,是即使微细粉尘的集尘效率下降,微细粉尘等杂质的浓度也能够保持在目标值以下而规定的值。
以下,对向各状态S1~S3迁移的迁移条件T1~T5进行说明。
迁移条件T1:为从待机状态S1向正常的电压状态S2迁移的条件,在待机状态S1下,满足表示集尘开始的开关(未图示)处于ON状态的情况或接收到从外部系统OS发送的启动信号的情况。
迁移条件T2:为从正常的电压状态S2向节能电压状态S3迁移的条件,在正常的电压状态S2下,满足电流的当前值为第2阈值C2(参照图22)以上的情况。
迁移条件T3:为从节能电压状态S3向正常的电压状态S2迁移的条件,在节能电压状态S3下,满足电流的当前值为第1阈值C1(参照图22)以下的情况。
迁移条件T4:为从正常的电压状态S2向待机状态S1迁移的条件,在正常的电压状态S2下,满足表示集尘开始的开关处于(未图示)OFF状态的情况下或接收到从外部系统OS发送的停止信号的情况下。
迁移条件T5:为从节能电压状态S3向待机状态S1迁移的条件,在节能电压状态S3下,满足表示集尘开始的开关(未图示)处于OFF状态的情况下或接收到从外部系统OS发送的停止信号的情况下。
在这里,外部系统OS,为伴随废气的产生而控制过程整体的系统,通过与电源控制装置400通讯获得各种信息。例如外部系统OS,在预定条件完备时,发送集尘系统S的启动信号到电源控制装置41。
在待机状态S1下,在接收到从这样的外部系统OS发送的启动信号的情况下,或表示集尘开始的开关(未图示)处于ON状态的情况下,满足迁移条件T1,电源控制装置的状态从待机状态S1向正常的电压状态S2迁移。
然后,直流高电压控制部442,设定正常的电压值V11为电压设定值,并通知电源装置300。通知的方式不特别限定,但在本实施方式中,采用通过发送对应于电压的设定值在4~20mA之间可变的电平信号,作为通知电压设定值的手段。即,以与电压值相对应的4~20mA范围内的,电平信号电平(电流值)的对应的电压值作为电压设定值被从直流高电压控制部442通知给电源装置300。
电源装置300,产生被通知的电压设定值的,即产生在这里的正常的电压值V11的直流高电压V1,并施加于湿式电子集尘器1。
在这样的正常的电压状态S2持续时,通过在外部系统OS侧控制过程停止而使废气停止等,伴随着气体G1(气体)中的微细粉尘的浓度的降低,从电源装置300通知的电流的当前值增加,一旦达到第2阈值C2以上,则迁移条件T2满足,电源控制装置400的状态从正常的电压状态S2向节能电压状态S3迁移。
然后,直流高电压控制部442,设定(更新设定)节能电压值V12为电压设定值,并通知电源装置300。电源装置300,产生被通知的电压设定值的,即在这里的如节能电压值V12的直流高电压V1,即,使直流高电压V1降低,并施加于湿式电子集尘器1。
在这样的节能电压状态S3持续时,伴随着通过外部系统OS侧控制的过程的重新启动而再产生的废气等,气体G1(气体)中的微细粉尘的浓度的增加,被电源装置300通知的电流的当前值降低,一旦为第1阈值C1以下,则迁移条件T3满足,电源控制装置400的状态从节能电压状态S3向正常的电压状态S2迁移。
然后,直流高电压控制部442,设定(设定更新)正常的电压值V11为电压设定值,并通知电源装置300。电源装置300,产生如被通知的电压设定值的,即在这里如正常的电压值V11的直流高电压V1,即,使直流高电压V1增高,并施加于湿式电子集尘器1。
另外,在处于正常的电压状态S2或节能电压状态S3时,表示集尘开始的开关(未图示)处于OFF状态的情况下,或接收到从外部系统OS发送的停止信号的情况下,迁移条件T4或T5满足,电源控制装置400的状态从正常的电压状态S2或节能电压状态S3向待机状态S1迁移。
[触摸屏(TP)的表示例]
以下,对以上构成的本实施方式的电源控制装置400的触摸屏(TP)441的输入屏幕的表示例进行说明。
图24,为表示触摸屏(TP)的输入屏幕的表示例的图。
在触摸屏(TP)441的左上栏,表示电源装置300的控制状态。即,该左上栏的表示,与电源装置300的盘面的切换开关331的状态相对应。
在触摸屏(TP)441的右上栏,表示由电源装置300通知的电压及电流的当前值。在同一个图的例子中,分别表示电压的当前值为50kv,电流的当前值为700mA。即,该右上栏的表示,与电源装置300的盘面的显示器333的状态相对应。
在触摸屏(TP)441的中间栏,分别表示正常的电压状态S2及节能电压状态S3的设定值。
在同一个图的例子中,分别设定正常的电压状态S2的荷电电压为60kv,第2阈值C2为900mA,正常的电压状态S2的持续时间的剩余时间为0分,正常的电压状态S2的持续时间的设定值为3分。
此外,分别设定节能电压状态S3的荷电电压为50kv,第1阈值C1为600mA,节能电压状态S3的持续时间的剩余时间为0分,节能电压状态S3的持续时间的设定值为1分。
在这里,参照图25和图26,对通过适用于本实施方式的直流高电压控制部442可变地控制荷电电压(图26),相对于现有的控制荷电电压(图25)的优越性进行说明。
图25,为表示在实际的运转中,现有的湿式电子集尘器的电流和电压(直流高电压V1)的时间推移的图。
具体地说,在预定时刻t1~t5之间的,分别显示了表示电流的曲线L5,和表示电压(直流高电压V1)的曲线L6。
此外,在图25中,纵坐标轴表示湿式电子集尘器的荷电电压(直流高电压V1)的有效电压(kV)或电流(mA),横坐标轴表示包括预定时刻t1~t5的时间轴。预定时刻tk~tk+1(k为1~4的整数值)的时间间隔为固定的时间。
图25中,在时刻t1~t5之间的,分别包括时刻ta,tb及tc的时间段中,存在有电流值的峰值,因此在该时间段中,使气体G1(气体)中的粉尘等的微细粉尘的浓度较低是能达成的。然而,在现有的湿式电子集尘器1中,在也包括这样的时间段中的荷电电压(直流高电压V1)的有效电压被大致控制为固定,所以电力被消耗浪费了。
图26,为表示在实际的运转中,适用于本实施方式的湿式电子集尘器1的电流和电压(直流高电压V1)的时间推移的图。
具体地说,分别表示了在预定时刻t6~t10之间的,表示电流的曲线L7,和表示电压(直流高电压V1)的曲线L8。
此外,在图26中,纵坐标轴表示湿式电子集尘器的荷电电压(直流高电压V1)的有效电压(kV)或电流(mA),横坐标轴表示包括预定时刻t6~t10的时间轴。预定时刻tm~tm+1(m为6~9的整数值)的时间间隔,为与图25的预定时刻tk~tk+1(k为1~4的整数值)的时间间隔相同的固定的时间。
在本实施方式中,湿式电子集尘器1的荷电电压(直流高电压V1)的有效电压,在节能电压值V12及正常的电压值V11(V11>V12)的2值之间取值。
在这里,在本实施方式中,为要实现图26所示的这样的可变地控制,如图19所示,浓度判断单元451,具有浓度增加判断单元461,浓度降低判断单元462。
浓度降低判断单元462,在包括时刻td,te或tf的时间段中的那样电流值(从电源装置300供给的电流的当前值)为第2阈值C2以上的时间段中,判定微细粉尘的浓度下降。电流为第2阈值C2以上时,因为微细粉尘的浓度变低,没有必要如此提高对微细粉尘的集尘效率。因此,在电流为第2阈值C2以上时,直流高电压控制部442进行控制,通过将电源装置300的荷电电压(直流高电压V1),从正常的电压值V11降至节能电压值V12,以节省电力。
相对于此,浓度增加判断单元461,在电流值(从电源装置300供给的电流的当前值)为第1阈值C1(参照图22)以下的时间段中时,判定微细粉尘的浓度增加。当电流为第1阈值C1以下时,因为微细粉尘的浓度高于固定值以上,有必要提高对微细粉尘的集尘效率。因此,在电流为第1阈值C1以下时,直流高电压控制部442进行控制,通过将电源装置300的荷电电压(直流高电压V1),从节能电压值V12提高至正常的电压值V11,更具体地说是提高至电压设定值,以提高集尘效率。
这样,在第1实施方式中,通过采用正常的电压和节能电压2个阶段的2段电压,能够在尽力提高集尘效率的同时,节省电力。
[第1实施方式的集尘系统的效果]
综上所述,第1实施方式的集尘系统S,对比现有的集尘系统,可以发挥如下(1)~(5)的有益效果。
(1)以往,一旦提高湿式电子集尘器的荷电电压,虽能够提高集尘效率,但因为消耗大量的电力是不经济的,与现今的追求节能背道而驰。另一方面,如简单地降低荷电电压,因为对微细粉尘及灰尘等的集尘效率会下降,变得不能充分去除废气中的微细粉尘及灰尘等。
相对于此,在本实施方式中,电源控制装置400,根据微细粉尘的浓度可变地控制荷电电压。据此,通过抑制过量施加直流高电压以达到节省电力,在保持对含重金属的微细粉尘及灰尘的集尘效率的同时,能够尽力节省电力。
(2)此外,在本实施方式中,直流高电压控制部442,根据由浓度判断单元451检测的电流可变地控制所施加的直流高电压。
据此,因为能够供给对应微细粉尘的浓度的最佳的直流高电压,在微细粉尘的浓度较低的情况下,通过抑制过量地施加直流高电压,能够达到节省电力。此外,在微细粉尘的浓度较高时,通过供给充分的直流高电压,在保持对含重金属的微细粉尘及灰尘的集尘效率的同时,能够尽力节省电力。
(3)此外,在本实施方式中,电流变为第1阈值C1以下,由浓度增加判断单元461判定微细粉尘的浓度增加的情况下,直流高电压控制部442进行控制,使电源装置300的荷电电压增高。
相对于此,在电流变为第2阈值C2以上,由浓度降低判断单元462判定微细粉尘的浓度下降的情况下,直流高电压控制部442进行控制,使电源装置300的荷电电压下降。
据此,通过判定电流的上下变动,来判定微细粉尘的浓度的变动。并且,在判定微细粉尘的浓度增加的情况下,通过供给充分的直流高电压,能够尽力提高对含重金属的微细粉尘及灰尘的集尘效率。此外,在判定微细粉尘的浓度下降的情况下,通过抑制过量供给施加的直流高电压,能够达到节省电力。
(4)此外,在本实施方式中,在判定微细粉尘的浓度增加的情况下,直流高电压控制部442,进行控制使直流高电压为第1电压值。相对于此,在判定微细粉尘的浓度下降的情况下,直流高电压控制部442,进行控制使直流高电压为比第1电压值低的第2电压值。据此,在判定微细粉尘的浓度增加的情况下,通过设为充分电压值的第1电压值,能够尽力提高对含重金属的微细粉尘及灰尘的集尘效率。此外,在判定微细粉尘的浓度下降的情况下,通过设为比第1电压值的直流高电压低的第2电压值,能够达到节省电力。
(5)此外,在本实施方式中,电源装置300,在异常放电时,在预定的时间内电流下降并产生直流高电压。因此,在异常放电时,浓度判断单元451,在电流下降的预定时间内不检测微细粉尘的浓度的变化。
据此,在产生超过的电压的异常放电时,电源装置300,通过在预定的时间内使电流下降,能够防止火花放电。并且,浓度判断单元451,当伴随异常放电由电源装置300而使电流下降时,为了不误判为微细粉尘的浓度下降,在电流下降的预定的时间内不检测微细粉尘的浓度的变化。因此,即使在产生异常放电的情况下,在持续保持节省电力的同时,能够尽力提高集尘效率。
[集尘系统的第2实施方式]
以下,参照图27,对适用于第2实施方式的集尘系统S的设备进行说明。
图27,为表示适用于第2实施方式的集尘系统S的设备的构成例的图。
图27所示的设备,包括集尘系统S,废气产生源侧设备700,运转控制板710,区域监控板720。
废气产生源侧设备700,由n个废气产生源700-1~700-n(n为1以上的整数)构成,从废气产生源700-1~700-n的每一个产生的废气,经废气管道排放到集尘系统S。废气产生源侧设备700,例如由合成石英制造的设备等构成。
运转控制板710,根据用户的指示操作,通过将运转信号等的各种信号发送到各废气产生源700-1~700-n,控制各废气产生源700-1~700-n的运转,例如控制运转的启动和停止。
区域监控板720,根据运转控制板710的控制接收表示各废气产生源700-1~700-n的运转的启动或停止的运转控制信号,然后将该运转控制信号发送到集尘系统S。
集尘系统S,包括湿式电子集尘器1,电源控制装置400,预处理装置5,后续处理装置6而构成。
预处理装置5,导入从废气产生源侧设备700排出的废气,执行预定的预处理后,供给湿式电子集尘器1。
湿式电子集尘器1,根据电源控制装置400的控制,对废气产生源侧设备700供给的并经过预处理装置5的废气进行处理,将处理后的废气,供给后续处理装置6。
后续处理装置6,导入湿式电子集尘器1供给的废气,执行预定的后续处理后,向外部排出。
此外,以下,参照图28,对与本发明的第2实施方式相关的集尘系统S进行说明。
图28,为表示与本发明的第2实施方式相关的集尘系统S的构成例的图。
图28所示的集尘系统S,具有湿式电子集尘器1,电源装置300,电源控制装置400,与区域监控板720连接。关于湿式电子集尘器1及电源装置300,因为与图19的湿式电子集尘器1及电源装置300相同,省略说明。
电源控制装置400,例如由PLC构成,具有触摸屏(TP)441,和直流高电压控制部442。
关于触摸屏(TP)441,因为与图19的集尘系统S的触摸屏(TP)441一样,省略说明。
直流高电压控制部442,根据来自废气产生源的废气的负荷,具体地说,根据由运转控制板710的控制,通过各废气产生源700-1~700-n的运转状态估计的废气的负荷,可变地控制电源装置300的荷电电压的值。
更具体地说,直流高电压控制部442,根据可推定来自废气产生源的废气的负荷的预定控制信号,可变地控制荷电电压。为此,直流高电压控制部442,在功能上,具有用于估计废气负荷的增减的,废气增减负荷预测单元471。
在这里,所述的“在功能上”,指没有必要将废气增减负荷预测单元471的实现方式限定于硬件。即,废气增减负荷预测单元471,只要具有以下的功能即可,不特别限定其实现方式,可以由硬件构成,也可以由软件构成,或者进一步由这些组合构成。
另外,直流高电压控制部442,和第1实施方式相同,可以具有浓度判断单元,也可以根据通过废气产生源700-1~700-n的运转状态估计的废气的负荷,加上导入到湿式电子集尘器中的气体里所包含的微细粉尘(灰尘及粉尘等)的浓度,可变地控制来自电源装置300的荷电电压的值。
废气增减负荷预测单元471,具有根据从废气产生源侧设备700发送的预定控制信号预测从废气产生源排出的废气的负荷的增减的功能。虽不特别限定该功能的实现方式,在本发明的第2实施方式中,废气增减负荷预测单元471设有,根据发自区域监控板720的,控制各废气产生源700-1~700-n的运转的启动及停止的运转控制信号,估计从各废气产生源700-1~700-n排出的废气的负荷的功能。换言之,废气增减负荷预测单元471设有,以控制各废气产生源700-1~700-n的运转的启动及停止的运转控制信号,为废气负荷的指标进行预测的功能。
具体地说,废气增减负荷预测单元471,根据各废气产生源700-1~700-n的各个运行率,预测湿式电子集尘器1应处理的废气的负荷的增减。各废气产生源700-1~700-n的运行率,例如,可以采用表示废气产生源700-1~700-n中,各废气产生源700-1~700-n的多少个在运转的比率。
[第2实施方式的湿式电子系统的效果]
综上所述,第2实施方式的集尘系统S,对比现有的集尘系统,能够发挥如下(1),(2)的有益效果。
(1)以往,一旦提高湿式电子集尘器的荷电电压,虽能够提高集尘效率,但电力消耗变大是不经济的,与现今的追求节能背道而驰。其另一方面,简单地使荷电电压降低,因为对微细粉尘及灰尘等的集尘效率下降,则变得不能充分去除废气中的微细粉尘及灰尘等。
相对于此,在本实施方式中,电源控制装置400,根据与各废气产生源700-1~700-n相关的预定控制信号,可变地控制施加于电极杆24及放电线25上的直流高电压。据此,例如,通过以各废气产生源700-1~700-n的运转状态,在施加的直流电压超过的状态下抑制该直流高电压,达到节省电力的同时,在有必要施加直流电压的状态下,通过保持该直流高电压,能够保持对包含重金属的微细粉尘及灰尘的集尘效率。这样,能够实现保持集尘效率,和节省电力的两方面。
(2)此外,在本实施方式中,直流高电压控制部442,根据控制各废气产生源700-1~700-n的运转及停止的运转控制信号,可变地控制施加于电极杆24及放电线25上的直流高电压。
据此,通过考虑各废气产生源700-1~700-n的运转及停止,预测废气的负荷的增减(微细粉尘的浓度的变化)。并且,在预测废气的负荷增加的情况下,通过供给充分的直流高电压,能够尽力提高对含重金属的微细粉尘及灰尘的集尘效率。此外,在判定废气的负荷下降的情况下,通过抑制供给超过的外加直流高电压,能够达到节省电力。
[集尘系统的第3实施方式]
以下,对适用于第3实施方式的集尘系统的设备进行说明。第3实施方式,相对于第1,第2实施方式的对荷电电压的大小的控制,不同点在于具有间歇控制荷电电压的间歇控制单元(未特别图示)。
间歇控制单元,具有根据导入到湿式电子集尘器中的气体里所含的微细粉尘(灰尘及粉尘等)的浓度,以及从废气产生源侧设备700发送的预定的控制信号等,间歇地施加直流高电压的功能。虽不特别限定该功能的实现方式,在本发明的第3实施方式中,间歇控制单元,根据由第1实施方式的浓度判断单元451检测的微细粉尘的浓度,以及由第2实施方式的废气增减负荷预测单元471预测的废气的负荷的增减,可变地控制直流高电压间歇的间隔。
以下,参照图29,对由间歇控制单元间歇地施加的功能进行详细说明。
图29,为关于由间歇控制单元对运转状态的切换的控制的时序图,是根据废气中的微细粉尘的浓度,及从废气产生源侧设备的运行率等求得的废气的负荷的增减,可变地控制直流高电压的间歇间隔的一个例子。
具体地说,在运转时刻t21~t26的时间段中,各自描画了表示废气負荷的曲线L7,表示电力的曲线L8,表示荷电电压(直流高电压V1)的曲线L9。此外,在图29中,纵坐标轴表示湿式电子集尘器1的废气负荷,电力或荷电电压(直流高电压V1)的有效电压,横坐标轴表示时间轴。
间歇控制单元,根据废气的负荷,可变地控制所施加的直流高电压的间歇间隔。在本实施方式中,对于正常的运转C1,第1节能运转C2及第2节能运转C3的3个运转状态中的每一个,分别对应间歇间隔逐渐变长的3个模式,间歇控制单元,以与从废气的负荷状态估计的运转状态对应的模式的间隔,进行控制间歇地施加直流电压。
在正常的运转C1,间歇的间隔与“0”对应,间歇控制单元,一旦将运转状态推定为正常的运转C1,以间隔为“0”的间歇控制施加直流电压,即执行控制持续施加连续的直流电压。
在第1节能运转C2,间歇的间隔与第1间隔tg(tg=t23-t22)对应,间歇控制单元,一旦将运转状态推定为第1节能运转C2,则执行控制以第1间隔tg间歇地施加直流电压。
在第2节能运转C3,间歇间隔与第2间隔th(th=t25-t24)对应,间歇控制单元,一旦将运转状态推定为第2节能运转C3,则执行控制以第2间隔th间歇地施加直流电压。
具体地说,在图29的例子中,在运转时刻t21~运转时刻t22之间,废气负荷为固定的阈值(为了和所述的其他阈值有所区别,称为“第3阈值”)以上,所以间歇控制单元472,将运转状态推定为正常的运转C1,进行控制持续施加连续的直流电压。
一直到运转时刻t22,由于废气负荷下降至第3阈值以下,间歇控制单元,将运转状态的推定结果,从正常的运转C1切换至第1节能运转C2。即,在废气负荷下降至第3阈值以下,微细粉尘的浓度降低至一定值以下的情况下,没有必要使微细粉尘的集尘效率太高。因此,间歇控制单元472,执行控制以第1间隔tg间歇地施加直流电压。结果,与现有的连续施加直流电压的状态相比,如曲线L8所示电力得以降低。即,与现有的相比节省电力。另外,由于采用的是预定时间的平均值,在间歇地施加开始后立即的运转时刻t22~运转时刻t23之间电力会持续减少。
然后,在一直到运转时刻t24之间,因为废气负荷为固定的阈值(为了与所述的其他阈值有所区别,称为“第4阈值”)以上,间歇控制单元472,将运转状态推定为第1节能运转C2,执行控制以第1间隔tg间歇地施加直流电压。
一直到运转时刻t24,由于废气负荷降低至第4阈值以下,间歇控制单元472,将运转状态的推定结果,从第1节能运转C2切换至第2节能运转C3。即,在废气负荷降低到第4阈值以下,微细粉尘的浓度得到进一步降低的情况下,即使进一步地使微细粉尘的集尘效率降低也没有问题。因此,间歇控制单元472,进行控制以第2间隔th间歇地施加直流电压。结果,与现有的连续施加直流电压的状态相比,电力如曲线L8所示进一步得到降低。即,相比现有的更加节省电力。另外,由于采用的是预定时间的平均值,在间歇间隔从第1间隔tg变更到第2间隔th后的立即的运转时刻t24~运转时刻t25之间,电力持续减少。
然后,由于废气负荷保持在第4阈值以下,间歇控制单元472,推定运转状态为第2节能运转C3,执行控制以第2间隔th间歇地施加直流电压。
[第3实施方式的集尘系统的效果]
综上所述,第3实施方式的集尘系统S,相比现有的集尘系统,能够发挥如下(1)的有益效果。
(1)在本实施方式中,直流高电压控制部442,根据微细粉尘的浓度,以及从各废气产生源100-1~100-n排出的废气负荷的增减,进行控制以改变间歇的间隔。
据此,由于能够对应废气负荷供给最合适的直流高电压,在废气负荷较低的情况下,推定微细粉尘的浓度较低,通过适当地控制过量施加的直流高电压的间歇的间隔,能够达到节省电力。此外,在废气负荷较高的情况下,推定微细粉尘的浓度较高,通过供给充分的直流高电压,能够进一步适当地保持对含重金属的微细粉尘及灰尘的集尘效率。
在这里,参照图30,对常规产品,第1实施方式及第3实施方式进行对比。
图30,为常规产品(固定电压控制),具有图19中的第1实施方式的直流高电压控制部442的湿式电子集尘器1,具有图29中的第3实施方式的直流高电压控制部442的湿式电子集尘器1的每一个中的,节能转换触发器,节能方法及电力的对比图。
如图30所示,具有第1实施方式的直流高电压控制部442的湿式电子集尘器1,与具有现有的直流高电压控制部的湿式电子集尘器相比,节省电力的效果以电力比提高了16%以上。
此外,如图30所示,具有第3实施方式的直流高电压控制部442的湿式电子集尘器1,与具有现有的直流高电压控制部的湿式电子集尘器相比,节省电力的效果以电力比提高了11%以上。
另外,本发明不限定于上述实施方式,在达到本发明的目的的范围内的变形,改良等包括在本发明中。
例如,如上所述,对于第2实施方式,也可以采用与第3实施方式相结合的实施方式。
与这种情况下的实施方式相关的集尘系统,相比现有的集尘系统,可以共同发挥第2实施方式的(1),(2)的效果和第3实施方式的(1)的效果。
同样,对于第1实施方式,也可以采用与第3实施方式相结合的实施方式。
与这种情况下的实施方式相关的集尘系统,相比现有的集尘系统,可以共同发挥第1实施方式的(1)~(5)的效果和第3实施方式的(1)的效果。
此外,例如,在上述实施方式中,直流高电压控制部442,并不限定于在正常的电压值V11和节能电压值V12的两种之间可变地控制荷电电压。例如,由直流高电压控制部可变地控制的荷电电压可以不是2阶段,可以是多个阶段及模拟地连续可变地控制。
回到图19,浓度判断单元451,为了要判定这样的微细粉尘的浓度的指标(电流),具有浓度增加判断单元461,和浓度降低判断单元462。
当电流值(从电源装置300供给的电流的当前值)为第1阈值C1(参照图22)以下时,浓度增加判断单元461判定微细粉尘的浓度增加。相对于此,当电流值(从电源装置300供给的电流的当前值)为第2阈值C2(参照图22)以上时,浓度降低判断单元462判定微细粉尘的浓度下降。
并且,在由浓度增加判断单元461判定微细粉尘的浓度增加的情况下,直流高电压控制部442进行控制使电源装置300的荷电电压(直流高电压V1)增高,更具体地说,进行控制使电压设定值增高。相对于此,在由浓度降低判断单元462判定微细粉尘的浓度下降的情况下,直流高电压控制部442进行控制使电源装置300的荷电电压(直流高电压V1)下降,更具体地说,进行控制使电压设定值下降。
此外,在上述实施方式中,直流高电压控制部442,由PLC构成但不限定于此,例如,也可以由简单廉价的继电器控制柜构成。
此外,在上述实施方式中,废气增减负荷预测单元471,根据从区域监控板720送出的用于控制各废气产生源100-1~100-n的运转的启动或停止的运转控制信号,预测从各废气产生源100-1~100-n排出的废气的负荷,但不限定于此。例如,废气增减负荷预测单元471,也可以根据从区域监控板720发送的向各废气产生源100-1~100-n供给的包括原料流量等信息的信号,预测从各废气产生源100-1~100-n排出的废气的负荷。
即,通过考虑向各废气产生源100-1~100-n供给的原料的流量,估计废气负荷的变化,预测微细粉尘的浓度的变化。并且,在原料流量增加的情况下,推定废气负荷上升,通过供给充分的直流高电压,能够尽力提高对含重金属的微细粉尘及灰尘的集尘效率。此外,在原料流量减少的情况下,推定废气负荷下降,通过减少供给超过的外加直流高电压,能够节省电力。
[集尘系统的第4实施方式]
以下,参照图31,对与本发明的第4实施方式相关的集尘系统S进行说明。
图31,为表示与本发明的第4实施方式相关的集尘系统S的构成例的图。
图31所示的集尘系统S,具有湿式电子集尘器1,电源装置300,和电源控制装置400,与外部系统OS相连接。关于湿式电子集尘器1及电源装置300,因为同图19的湿式电子集尘器1及电源装置300一样,说明省略。
电源控制装置400,例如由PLC构成,具有触摸屏(TP)441,直流高电压控制部442。
关于触摸屏(TP)441,因为与图19的集尘系统S的触摸屏(TP)441一样,说明省略。
直流高电压控制部442,根据电流密度和有效电压的对应关系,进行控制向放电极(图1的电极杆24和放电线25)和集尘极12(图1)之间施加65kV以上的有效电压,对集尘极12通以最低0.1mA/m2的规定的电流密度的电流。
直流高电压控制部442,为进行相关控制,在功能上,具有当前值检测单元481,电压设定单元482,对应关系保持单元483。
在这里,所述的“在功能上”,是因为没有必要将当前值检测单元481,电压设定单元482,对应关系保持单元483的各实现方式限定于硬件的缘故。即,当前值检测单元481,电压设定单元482,对应关系保持单元483,只要具有以下的功能即可,不特别限定其实现方式,既可以由硬件构成,也可以由软件构成,或者也可以进一步由这些的组合构成。
当前值检测单元481,检测从电源装置300向湿式电子集尘器1供给的电流的当前值。
电压设定单元482,根据当前值检测单元481的检测结果,及电流密度和有效电压的对应关系,确定电源装置300的荷电电压(直流高电压V1)设定值的有效值。
对应关系保持单元483,用于保持电流密度和有效电压的对应关系。
电流密度和有效电压的对应关系的保持方式,不作特别限定。对应关系保持单元483,能够保持例如图32那样的对应关系。
图32,为表示电流密度和有效电压的对应关系的一个例子的图。
图32的横坐标轴,表示电源装置300的荷电电压(直流高电压V1)有效值。
在这里,图32的纵坐标轴,表示从电源装置300向湿式电子集尘器1供给的电流,没有直接以电流密度表示。然而,如果集尘极12的集尘面积以A(m2),电流值为I(A),电流密度以σI(mA/m2),则,电流密度σI,可以由例如下面的公式(7)那样简单算出。
σI=A/I···(7)
具体地说,例如,如果集尘极12的集尘面积为A=1400m2,则当电流的当前值为I=140mA时,电流密度为σI=0.1mA/m2
即,因为很难实测电流密度的当前值,在图32的例子中,取代电流密度使用电流作为纵坐标轴,电流(电流密度的简单值)和有效电压的关系以曲线L10表示。
通过使用这样的图32中的电流(电流密度的简易值)和有效电压的对应关系,直流高电压控制部442,能够执行如下面那样的控制。
即,对集尘极12通以最低0.1mA/m2的规定的电流密度的电流的范围,预先定义为从下限阈值I21到上限阈值I22电流的范围。另外,以下,为和上述的其他阈值相区别,称阈值I21为“第5阈值I21”,称阈值I22为“第6阈值I22”。
即,第5阈值I21,为140mA以上,对应的电压值Vα(由曲线L10确定的电压值Vα)定义为65kV以上的适当的值即可。
第6阈值I22,为比第5阈值I21大的值即可,不特别限定。但是,如上所述,没有必要地将电流密度取得很大(使电流大)从成本的观点来看是不可取的。此外,如图32所示,第6阈值I22越大,对应的电压值Vβ(由曲线L10确定的电压值Vβ)也越大。然而,如电压值Vβ过大有产生火花放电的风险。因此,从成本的观点,和抑制产生火花放电的观点,来定义第6阈值I22即可。
为使电流的当前值I(A)在从这样定义的第5阈值I21到第6阈值I22的范围内,将电源装置300的荷电电压(直流高电压V1)的有效电压(电压设定值),可变地控制在65kV以上的范围内。
此外,以下,参照图33,对通过适用于本实施方式的直流高电压控制部442可变地控制荷电电压的具体实例进行说明。
图33,为在执行本实施方式的对荷电电压的可变地控制的情况下,表示湿式电子集尘器1的电流和荷电电压(直流高电压V1)的时间推移的图。
具体地说,在包括预定时刻t31~t34的预定期间,分别描画了表示电流当前值I的曲线L11,和表示荷电电压的有效值的(电压设定值)曲线L12。
图33中,纵坐标轴表示湿式电子集尘器1的荷电电压的有效电压(kV)或电流(mA),横坐标轴表示包括预定时刻t31~t34的时间轴。
在图33的例子中,为了说明的方便,将荷电电压的有效电压,设定为电压值V21和电压值V22(V22>V21)的2个值。
该电压值V21及电压值V22的每一个,是根据如图32所示的电流(电流密度的简易值)和有效电压的对应关系被预先定义的。
具体地说,例如,根据对应第5阈值I21的电压值Vα,定义电压值V21。此外,根据对应第6阈值I22的电压值Vβ,定义电压值V22。
在图33的例子中,在时刻t31之前,通过电压设定单元482将电压设定值保持在电压值V21,经过当前值检测单元481依次检测的电流的当前值I,逐渐减少。结果,在时刻t31,电流的当前值I降低至第5阈值I21以下。
此外,在即使经过一定时间T1电流的当前值I仍在第5阈值I21以下的情况下,保持对集尘极12通以0.1mA/m2以上的规定的电流密度的电流的状态是很难的。
因此,在即使从时刻t31经过一定时间T1到时刻t32,电流的当前值I仍在第5阈值I21以下的情况下,电压设定单元482使荷电电压的有效电压(电压设定值),从电压值V21提高到电压值V22。
然后,如图33所示,电流的当前值I上升。结果,能够保持对集尘极12通以0.1mA/m2以上的规定的电流密度的电流的状态。
但是,如果电流的当前值I继续上升,会变得大于第6阈值I22。在图33的例子中,在时刻t33的时间点,电流的当前值I大于第6阈值I22。此外,在即使经过一定时间T2的电流的当前值I仍高于第6阈值I22的情况下,荷电电压的有效电压的实际值(图55中的曲线L22所表示的是电压设定值)也会上升则有可能产生火花。
因此,即使从时刻t33经过一定时间T2到时刻t34,电流的当前值I仍高于第6阈值I22的情况下,电压设定单元482,将荷电电压的有效电压(电压设定值),从电压值V22降低至电压值V21。
另外,荷电电压的有效电压(电压设定值),没有必要特别取为上述电压值V21和电压值V22的2个值,可以采用离散的任意个数的任意值(数字值),也可以采用连续值(模拟值)。
[第4实施方式的集尘系统的效果]
综上所述,第4实施方式的集尘系统S,对比现有的集尘系统,可以发挥如下(1)的有益效果。
(1)在放电极(图1中的电极杆24和放电线25)和集尘极12(图1)之间施加65kV以上的有效电压,对集尘极12通以最低0.1mA/m2的规定的电流密度的电流。
即,通过使放电极上的外加电压比现有的高(提高到65kV以上),同时,规定电流密度为0.1mA/m2以上,能够尽力提高对含重金属的粉尘及烟霭等的集尘效率。
这里,在上述例子中,为了说明的方便,仅采用图32所示的曲线L10的1种,作为电流密度和有效电压的对应关系。
然而,电流密度和有效电压的对应关系,能够根据各种情况,结合采用任意个数任意种类的关系。
具体地说,例如,如图21所说明的,电流密度和有效电压的对应关系,是随灰尘及粉尘等的微细粉尘(集尘对象)的浓度而变化的。
具体地说,例如,作为如图32所示的曲线L10,采用为表示空气负荷时的电流和电压的关系的曲线L1的情况下,则在燃气负荷时不能进行适宜地控制。
因此,本实施方式的直流高电压控制部42,还具有图19中的浓度判断单元51,可根据浓度判断单元51的判断结果,对电流密度和有效电压的对应关系进行切换(例如,在空气负荷时使用图21中的曲线L1,另一方面,在燃气负荷时使用曲线L2等)即可。
即,本段落的实施方式,可以说是第4实施方式和第1实施方式相结合的实施方式。
因此,在使第4实施方式的效果(1)变得更显著的同时,可以发挥第1实施方式的(1)~(5)の的效果。
进一步就是说,第4实施方式,可以采用第1实施方式~第3实施方式中任意个数的任意实施方式的组合。
与这种情况下的实施方式相关的集尘系统,相比现有的集尘系统,在使第4实施方式的效果(1)更为显著的同时,能够发挥第1实施方式的(1)~(5)的效果,第2实施方式的(1),(2)的效果,以及第3实施方式的(1)效果中的综合效果。
符号说明
1集尘器主体
2直流电压输入部
3直流高压产生部
11壳体
12集尘极
13下壳体
14框架
21上格栅
23下格栅
24电极杆
25放电线
26重块
27朝上的喷头
28清洗用管道
31电容器箱
32母线槽
33绝缘腔
41电容器
42保护电阻
43保护电阻
51母线
52壁穿通绝缘子
53封板
61支撑绝缘子
71直流高压产生装置
72高电压输出端子
251放电线
252芒刺线对
252a、252b芒刺线
300电源装置
331切换开关
332电位器
333显示器
400电源控制装置
441TP
442直流高电压控制部
451浓度判断单元
461浓度增加判断单元
462浓度降低判断单元
471废气增减负荷预测单元
472间歇控制单元
481当前值检测单元
482电压设定单元
483对应关系保持单元
700废气产生源侧设备
710运转控制板
720区域监控板

Claims (10)

1.一种湿式电子集尘器,其特征在于,具备:
高压产生部,其产生直流高电压;
直流电压输入部,其输入由所述高压产生部所产生的直流高电压,由电容器滤波并输出该直流高电压;
放电极,其施加有从所述直流电压输入部输出的直流高电压;以及,
集尘极,其通过根据所述直流高电压在所述放电极之间产生的负电晕放电,并收集粉尘及烟霭等,
其中,所述电容器的容量,根据所述放电极和所述集尘极之间的电压纹波系数设定,
其中,根据电流密度和有效电压的对应关系,进行控制以在所述放电极和所述集尘极之间施加65kV以上的有效电压,对所述集尘极通以规定的最低0.1mA/m2的电流密度的电流。
2.根据权利要求1所述的湿式电子集尘器,
所述集尘极,以具有规定形状的开口部的多棱筒为单元,并由多个单元的集合体构成,
所述放电极,被收纳于构成所述集尘极的所述多个单元的各个单元之中。
3.根据权利要求2所述的湿式电子集尘器,
所述集尘极的所述单元,为由35~50cm的长度的边所组成的四边形的筒。
4.根据权利要求1~3的任意一项所述的湿式电子集尘器,
所述粉尘及烟霭等,从包含铅,镉,砷,水银之中至少一种以上的废气中集尘。
5.根据权利要求1~4的任意一项所述的湿式电子集尘器,
表示所述放电极的放电线的两个芒刺线对之间的距离的间距,根据规定的电流密度而设定。
6.一种用于湿式电子集尘器的芒刺放电线,包括:
电导线,其与其纵向线状正交的截面形状为具有6个顶点的星形且相邻顶点之间弯曲成凹形;
芒刺线,其两端锋利且在与电导线的纵向垂直的面上弯曲成L形,
其中,从电导线的一端到另一端,芒刺线固定安装设置以使弯曲的凸形部分与夹持电导线并相对的每一对等间距且弯曲成凹形的部分配合。
7.根据权利要求6所述的用于湿式电子集尘器的芒刺放电线,
所述芒刺线,以30~60mm的间隔两两成对地等间距设置。
8.根据权利要求6或7所述的用于湿式电子集尘器的芒刺放电线,
所述芒刺线,从弯曲部到尖端的长度为5~30mm。
9.一种用于湿式电子集尘器的电源控制装置,为电子集尘器用的电源控制装置,
所述湿式电子集尘器包括:
高压产生部,其产生直流高电压;
直流电压输入部,其输入从所述高压产生部所产生的直流高电压,由电容器滤波并输出该直流高电压;
放电极,其施加有从所述直流电压输入部所输出的直流高电压;以及,
集尘极,其通过根据所述直流高电压在所述放电极之间产生的负电晕放电,并收集粉尘及烟霭等,
其中,所述电容器的容量,根据所述放电极和所述集尘极之间的电压纹波系数设定,
所述电源控制装置具备:
直流高电压控制部,其作为向所述放电极施加所述直流高电压的控制,执行控制以根据电流密度和有效电压的对应关系,在所述放电极和所述集尘极之间施加65kV以上的有效电压,并对所述集尘极通以规定的最低0.1mA/m2的电流密度的电流。
10.一种用于湿式电子集尘器的电源控制方法,其为用于电子集尘器的电源控制装置执行的电源控制方法,
所述湿式电子集尘器包括:
高压产生部,其产生直流高电压;
直流电压输入部,其输入从所述高压产生部所产生的直流高电压,由电容器滤波并输出该直流高电压;
放电极,其施加有从所述直流电压输入部输出的直流高电压;以及,
集尘极,其通过根据所述直流高电压在所述放电极之间产生的负电晕放电,并收集粉尘及烟霭等,
其中,所述电容器的容量,根据所述放电极和所述集尘极之间的电压纹波系数设定,
所述电源控制方法包括以下步骤:作为向所述放电极施加所述直流高电压的控制步骤,执行控制以根据电流密度和有效电压的对应关系,在所述放电极和所述集尘极之间施加65kV以上的有效电压,并对所述集尘极通以规定的最低0.1mA/m2的电流密度的电流。
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