JP2004081929A

JP2004081929A - 湿式電気集塵装置

Info

Publication number: JP2004081929A
Application number: JP2002243399A
Authority: JP
Inventors: Teruhiro Nakaniwa; 中庭　彰宏; Yasutoshi Ueda; 上田　泰稔; Morio Kagami; 加賀見　守男
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】液体誘電体を気体の流れ方向の下流側にまで確実に散布する。
【解決手段】散布部Ｂを、気体の流れ方向の上流側に向けて液体誘電体を散布する複数のノズル１２と、これらノズル１２の上流側に位置して気体の流路を狭める狭路部材１３とから構成する。狭路部材１３に、少なくとも複数のノズル１２の位置に対応するように複数の開口部１４を形成する。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体誘電体を利用することによって、排ガスなどの気体中に含まれるダスト，ミストを除去する湿式電気集塵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような湿式電気集塵装置の一例としては、図６に示すように、ケーシング１内に形成された流路において、この流路内を流れる排ガスなどの気体中に含まれるダスト，ミスト（ダストもしくはミスト、あるいはその両方）を帯電させる予備荷電部Ａと、気体中に液体誘電体を散布する散布部Ｂと、液体誘電体を誘電分極させるための電界を形成する電界形成部Ｃと、ダスト，ミストを捕捉した液体誘電体を捕集する捕集部Ｄとが、気体の流れ方向（図中白抜き矢印）における上流側から下流側に向かって順次設けられているものが知られている。
【０００３】
また、液体誘電体を散布する散布部Ｂは、図６に示すように、流路内を流れる気体の流れ方向の下流側に向けて、液体誘電体としての例えば水を、その粒径が５０〜１００μｍの範囲のミスト状にして散布する複数のノズル２を備えている（例えば、特許文献１（特開２０００−１０７６３４号公報、図１））。
なお、流路中に存在しているダスト，ミストや液体誘電体が、重力の影響による気体の流れ方向に交差する横方向での分布のバラツキを生じないようにするため、少なくとも散布部Ｂから電界形成部Ｃまでの部分（図６に示す集塵装置では、散布部Ｂから捕集部Ｄまでの部分）において、略鉛直方向の下方側から上方側へ向けて気体が流れるようにその流路が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、散布部Ｂにおいては、隣接するノズル２から散布されるミスト状の水同士が干渉することになるため、図７に示すように、これら複数のノズル２の前方側に所定距離を介した位置に、ミスト状の水同士が干渉してできる干渉層Ｘが形成される。
ここで、上述したような集塵装置では、ミスト状の水を散布する複数のノズル２が気体の流れ方向の下流側に向けられているために、上記の干渉層Ｘがこれら複数のノズル２よりも下流側に形成され、ノズル２から散布された水粒子が、下流側に向けて散布されていく途中で干渉層Ｘを通過することになる。
【０００５】
ノズル２から散布された粒径１０〜５０μｍの水粒子は、干渉層Ｘを通過することによって、その粒径が５〜１０倍程度になるまで成長してしまい、粒径が大きくなるのにともなって大きな重力が作用するので、この集塵装置における流路の下流側部分にまで水粒子が到達せず、その部分を乾燥させてしまう。
それゆえ、誘電分極した水粒子によるダスト，ミストの捕捉効率が低下するだけでなく、流路内を流れる気体が例えばＳＯ_３などを含む有毒気体である場合には、この集塵装置の下流側部分が乾燥することによって、集塵装置の下流側部分に位置するケーシング１や電界形成手段Ｃ及び捕集部Ｄを構成する電極などが腐食するという問題が生じるのであった。
【０００６】
とくに、上述した図６に示す集塵装置のように、散布部Ｂから捕集部Ｄまでに至る部分において、気体の流れ方向を略鉛直方向の下方側から上方側へ向かうようにしていると、粒径の大きくなった水粒子にかかる重力が、気体の流れ方向の上流側に向かって作用することとなり、上記のような水粒子の下流側への未散布の傾向がより顕著になって、この集塵装置の上方側部分（下流側部分）の腐食が進行しやすくなってしまう。
【０００７】
なお、この特許文献１（特開２０００−１０７６３４号公報、図２）には、気体の流れ方向の上流側に向けて液体誘電体を散布するノズルを備えた湿式電気集塵装置も開示されている。
このような集塵装置では、複数のノズルの前方側に形成される水同士の干渉層が、ノズルよりも上流側に位置することになるのであるが、このような場合でも、水の粒子が干渉層を通過してしまうのを抑制することは困難であり、効果的な解決手段とはなり得なかった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、液体誘電体を気体の流れ方向の下流側にまで確実に散布することができる湿式電気集塵装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、流路内を流れる気体中に含まれるダスト，ミストを帯電させる予備荷電部と、前記気体中に液体誘電体を散布する散布部と、前記液体誘電体を誘電分極させるための電界を形成する電界形成部と、前記ダスト，ミストを捕捉した前記液体誘電体を捕集する捕集部とを備えた湿式電気集塵装置において、前記散布部は、前記気体の流れ方向の上流側に向けて前記液体誘電体を散布する複数のノズルと、これらノズルの上流側に位置して前記気体の流路を狭める狭路部材とを有していることを特徴とするものである。
このような本発明によれば、液体誘電体を散布する複数のノズルが気体の流れ方向の上流側に向けられているため、これらノズルから散布されるミスト状の液体誘電体同士が干渉しあってできる干渉層が、ノズルよりも気体の流れ方向の上流側に形成される。
そして、流路内を流れてくる気体は、これらノズルよりも上流側に設けられて気体の流路を狭めている狭路部材を通過することによって、その流速が速められることから、この勢いづいた気体によって、ノズルから散布されたミスト状の液体誘電体の細かい粒子を、干渉層に到達させる前に下流側に随伴することが可能となり、流路内に散布された液体誘電体に大きな重力が作用することがなくなって、集塵装置の下流側部分にまで十分な量の液体誘電体を行き渡らせることができる。
このとき、前記狭路部材は、少なくとも前記複数のノズルの位置に対応するように形成された複数の開口部を有していることが好ましく、このような構成とすると、流速の速められた気体が直接、複数のノズル部分が位置している部分を通過することになるので、細かい液体誘電体の粒子をより多く下流側に随伴することができる。
【００１０】
また、本発明は、流路内を流れる気体中に含まれるダスト，ミストを帯電させる予備荷電部と、前記気体中に液体誘電体を散布する散布部と、前記液体誘電体を誘電分極させるための電界を形成する電界形成部と、前記ダスト，ミストを捕捉した前記液体誘電体を捕集する捕集部とを備えた湿式電気集塵装置において、前記散布部は、前記気体の流れ方向に交差する横方向に向けて前記液体誘電体を散布する複数のノズルを有していることを特徴とするものである。
このような本発明によれば、液体誘電体を散布する複数のノズルが気体の流れ方向に交差する横方向に向けられているため、これらノズルから散布されるミスト状の液体誘電体の干渉層が、ノズルの横に形成される。
そのため、流路内を流れる気体によって、ノズルから散布されたミスト状の液体誘電体の細かい粒子を、干渉層に到達させる前に下流側に随伴することが可能となり、流路内に散布された液体誘電体に大きな重力が作用することがなくなって、集塵装置の下流側部分にまで十分な量の液体誘電体を行き渡らせることができる。
このとき、前記複数のノズル同士の間に仕切板が設けられていることが好ましく、このような構成とすると、ノズルから散布されるミスト状の液体誘電体が仕切板に当たることによって、強制的に液体誘電体の干渉層がこの位置に形成されるので、干渉層の挙動を安定させて、細かい液体誘電体の粒子をより多く下流側に随伴することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を用いて説明する。
〔第１実施形態〕
第１実施形態による湿式電気集塵装置は、図１に示すように、ケーシング１０内に形成された流路において、この流路内を流れる排ガスなどの気体中に含まれるダスト，ミストを帯電させる予備荷電部Ａと、気体中に液体誘電体を散布する散布部Ｂと、液体誘電体を誘電分極させるための電界を形成する電界形成部Ｃと、ダスト，ミストを捕捉した液体誘電体を捕集する捕集部Ｄとが、気体の流れ方向（図中白抜き矢印）における上流側から下流側に向かって順次設けられたものである。
【００１２】
また、この湿式電気集塵装置においては、予備荷電部Ａを通過した気体が流れる流路、つまり、散布部Ｂから電界形成部Ｃを経て捕集部Ｄに至るまでの部分（少なくとも散布部Ｂから電界形成部Ｃまでの部分）は、略鉛直方向の下方側から上方側へ向かって気体が流れるようになっている。換言すれば、散布部Ｂから捕集部Ｄまでの部分においては、気体の流れ方向の上流側から下流側へ向かう方向を、略鉛直方向の下方側から上方側へ向かう方向と一致させているのである。
【００１３】
まず、ケーシング１０内の流路を流れていく気体が、予備荷電部Ａを通過すると、この気体中に含まれるダスト，ミストに、予備荷電部Ａ内に設けられた電極で生じるコロナ放電によって電荷が与えられ、捕集すべきダスト，ミストが帯電させられる。
【００１４】
予備荷電部Ａを通過した気体が次に通過する散布部Ｂは、図２及び図３に示すように、液体誘電体としての例えば水を供給するため、気体の流れ方向に略直交して交差する横方向に延在するとともに互いに略平行な複数の配管１１を備えている。
また、流路内に延在している複数の配管１１にはそれぞれ、所定間隔で複数のノズル１２が形成されており、これら複数のノズル１２は、気体の流れ方向に沿って見たときには、図３に示すように、格子状に配置されている。
【００１５】
そして、複数のノズル１２は、配管１１から供給される水を、気体の流れ方向の上流側に向けて（略鉛直方向の下方側に向けて）、その粒径が１０〜５０μｍの範囲のミスト状にして散布するようになっている。
なお、複数のノズル１２がそれぞれ形成された複数の配管１１は、ケーシング１の外部まで導出された後端側部分において１つの配管にまとめられているとともに、図示せぬ液体誘電体供給手段に接続されている。
【００１６】
さらに、この散布部Ｂは、配管１１及びノズル１２よりも気体の流れ方向のすぐ上流側（略鉛直方向のすぐ下方側）に位置し、気体の流れ方向に略直交して交差する横方向に流路を横断する狭路部材１３を有している。
狭路部材１３には、略長方形状をなす複数の開口部１４が、上記の複数の配管１１に略直交するとともに互いに略平行となるように形成されており、この狭路部材１３がくし歯状をなして気体の流路を狭める働きをしている。
【００１７】
ここで、狭路部材１３に形成された複数の開口部１４のすぐ下流側（上方側）には、複数の配管１１に形成された複数のノズル１２が位置していて、流路内を流れて狭路部材１３の開口部１４を通過した気体が直接、複数のノズル１２に向かって流れ込んでいくようになっている。
このように、複数のノズル１２のすぐ上流側（下方側）に、狭路部材１３に形成された複数の開口部１４が位置しているため、これら複数のノズル１２が気体の流れ方向の上流側（略鉛直方向の下方側）に向けて散布しているミスト状の水同士が干渉してできる干渉層Ｘは、図２に示すように、狭路部材１３よりも気体の流れ方向の上流側（略鉛直方向の下方側）にできることとなる。
【００１８】
そして、この散布部Ｂに、帯電したダスト，ミストを含む気体が流れ込んでくると、狭路部材１３に形成された複数の開口部１４を通過することによって、その流速が速められる。
この流速が速められて勢いづいた気体が、複数の開口部１４のすぐ下流側に位置する複数のノズル１２に向かって直接流れ込むとともに、これら複数のノズル１２から散布された細かい水の粒子を下流側に随伴していくことによって、散布部Ｂを通過する気体中に水が散布される。
【００１９】
散布部Ｂを通過した気体が次に通過する電界形成部Ｃは、図４に示すように、略平板状をなす複数のアース電極１５と、同じく略平板状をなすとともに交流高電圧電源に接続された放電極１６とが、それぞれ気体の流れ方向（略鉛直方向）に延在するように互いに略平行に配置されて構成され、これら電極１５，１６間には交流電界が形成されている。
また、アース電極１５及び放電極１６にはそれぞれ、コロナ放電を生じさせるための複数の放電部１５Ａ，１６Ａがトゲ状に突出するように形成されており、これら放電部１５Ａと放電部１６Ａとは、気体の流れ方向（略鉛直方向）で互いにずれるように配置されている。
【００２０】
そして、この電界形成部Ｃに、水の粒子を随伴した気体が流れ込んでくると、アース電極１５と放電極１６との間に形成される交流電界及びコロナ放電により、水の粒子が誘電分極されるとともに、これら電極１５，１６間を下流側（上方側）へ向かってジグザグ状に移動していく。
この下流側（上方側）への移動の過程で、誘電分極した水粒子が、予備荷電部Ａで帯電させられたダスト，ミストを捕捉していくことになる。
【００２１】
電界形成部Ｃを通過した気体が次に通過する捕集部Ｄは、上述した電界形成部Ｃを構成するアース電極１５及び放電極１６を、その下流側（上方側）に延長した部分によって構成されており、捕集部Ｄにおけるアース電極１５及び放電極１６には、そのいずれか一方のみにトゲ状に突出する放電部１５Ａ，１６Ａが形成されている
この捕集部Ｄにおいて、電界形成部Ｃにてダスト，ミストを捕捉した水粒子が、アース電極１５及び放電極１６のいずれか一方に付着させられて捕集されることにより、ダスト，ミストの除去された気体がこの集塵装置から排出されていく。
【００２２】
このような構成とされた第１実施形態による湿式電気集塵装置によれば、水を散布する複数のノズル１２が気体の流れ方向の上流側に向けられているため、これらノズル１２から散布されるミスト状の水同士が干渉しあってできる干渉層Ｘが、ノズル１２よりも気体の流れ方向の上流側に形成されることになる。
そして、流路内を流れてくる気体が、狭路部材１３に形成された複数の開口部１４を通過することによって、その流速が速められて勢いづけられることから、この気体によって、ノズル１２から散布される細かい水の粒子を、干渉層Ｘに到達させる前に、成長させないまま下流側（上方側）に随伴していくことができる。
【００２３】
このため、気体中に散布された水の粒子には、大きな重力が作用することがなくなるので、集塵装置の下流側部分、すなわち、集塵装置の上方側部分を乾燥させずに、十分な量の水を行き渡らせることができる。
それゆえ、散布された水粒子によるダスト，ミストの捕捉効率を低下させることがなくなるとともに、流路内を流れる気体が例えばＳＯ_３などを含む有毒気体の場合であっても、集塵装置の下流側部分に位置するケーシング１０や電界形成手段Ｃ及び捕集部Ｄを構成する電極１５，１６などが腐食してしまうおそれをなくすことができる。
【００２４】
さらに、狭路部材１３に形成された複数の開口部１４は、そのすぐ下流側（上方側）に、複数のノズル１２を位置させていることから、流速の速められた気体は直接、複数のノズル１２が位置している部分を通過させられるので、細かい水の粒子をより多く下流側に随伴することが可能となっている。
【００２５】
〔第２実施形態〕（上述した第１実施形態と同様の部分には同一の符合を用いてその説明を省略する）
第２実施形態による湿式電気集塵装置は、その散布部Ｂが、図５に示すように、気体の流れ方向に略直交して交差する横方向に向けて（略鉛直方向に略直交して交差する横方向に向けて）、配管１１から供給される水をミスト状にして散布する複数のノズル２２を有しているものである。
さらに、この散布部Ｂにおいては、隣接するノズル２２同士の間にそれぞれ、仕切板１７が気体の流れ方向（略鉛直方向）に延在するようにして配置されている。
【００２６】
このような構成とされた第２実施形態による集塵装置では、複数のノズル２２が横方向に向けて水を散布するとともに、これら複数のノズル２２同士の間に仕切板１７が設けられていることから、ノズル２２から散布されたミスト状の水が仕切板１７にぶつかることによって、干渉層Ｘがノズル２２の横に位置する仕切板１７の表面付近に強制的に形成される。
【００２７】
そして、この散布部Ｂに、帯電したダスト，ミストを含む気体が流れ込んでくると、この気体が複数のノズル２２付近に向かって直接流れ込むとともに、これら複数のノズル２２から散布される細かい水の粒子を、干渉層Ｘに到達させる前に、成長させないまま、下流側（上方側）に随伴していくことができる。
これにより、気体中に散布された水の粒子には、大きな重力が作用することがなくなるので、集塵装置の下流側部分、すなわち、集塵装置の上方側部分を乾燥させずに、十分な量の水を行き渡らせることができる。
【００２８】
さらに、複数のノズル２２同士の間に仕切板１７が設けられていることから、ノズル２２から散布されるミスト状の水を仕切板１７に当てることによって、定位置に干渉層Ｘが形成されるので、この干渉層Ｘの挙動を安定させて、細かい水の粒子をより多く下流側に随伴することができる。
なお、この第２実施形態において、上述した第１実施形態で説明したような狭路部材１３を設けてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、気体の流れ方向の上流側に向けて液体誘電体を散布する複数のノズルと、これらノズルの上流側に位置して流路を狭める狭路部材とを有していることから、狭路部材によって流速の速められた気体が、複数のノズルから散布された液体誘電体の細かい粒子を、これらノズルの上流側に形成された干渉層に到達させる前に随伴していくことができる。
これにより、流路内に散布された液体誘電体に大きな重力が作用することがなくなって、集塵装置の下流側部分にまで十分な量の液体誘電体を行き渡らせることができ、散布された水粒子によるダスト，ミストの捕捉効率を低下させることがなくなるとともに、流路内を流れる気体が有毒気体の場合であっても、集塵装置の下流側部分を腐食させてしまうおそれをなくすことができる。
【００３０】
また、本発明によれば、散布部が、気体の流れ方向に交差する横方向に向けて液体誘電体を散布する複数のノズルを有していることから、流路内を流れる気体が、複数のノズルから散布された液体誘電体の細かい粒子を、これらノズルの横に形成された干渉層に到達させる前に随伴していくことができる。
これにより、流路内に散布された液体誘電体に大きな重力が作用することがなくなって、集塵装置の下流側部分にまで十分な量の液体誘電体を行き渡らせることができ、散布された水粒子によるダスト，ミストの捕捉効率を低下させることがなくなるとともに、流路内を流れる気体が有毒気体の場合であっても、集塵装置の下流側部分を腐食させてしまうおそれをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による湿式電気集塵装置の概略説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態による湿式電気集塵装置の散布部を示す概略説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態による湿式電気集塵装置の散布部を気体の流れ方向の上流側に向かって見た図である。
【図４】本発明の第１実施形態による湿式電気集塵装置の電界形成部を示す概略説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態による湿式電気集塵装置の散布部を示す概略説明図である。
【図６】従来の湿式電気集塵装置の概略説明図である。
【図７】従来の湿式電気集塵装置の散布部を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１０　ケーシング
１１　配管
１２，２２　ノズル
１３　狭路部材
１４　開口部
１５　アース電極
１５Ａ　放電部
１６　放電極
１６Ａ　放電部
１７　仕切板
Ｘ　干渉層

Claims

流路内を流れる気体中に含まれるダスト，ミストを帯電させる予備荷電部と、前記気体中に液体誘電体を散布する散布部と、前記液体誘電体を誘電分極させるための電界を形成する電界形成部と、前記ダスト，ミストを捕捉した前記液体誘電体を捕集する捕集部とを備えた湿式電気集塵装置において、
前記散布部は、前記気体の流れ方向の上流側に向けて前記液体誘電体を散布する複数のノズルと、これらノズルの上流側に位置して前記気体の流路を狭める狭路部材とを有していることを特徴とする湿式電気集塵装置。
請求項１に記載の湿式電気集塵装置において、
前記狭路部材は、少なくとも前記複数のノズルの位置に対応するように形成された複数の開口部を有していることを特徴とする湿式電気集塵装置。
流路内を流れる気体中に含まれるダスト，ミストを帯電させる予備荷電部と、前記気体中に液体誘電体を散布する散布部と、前記液体誘電体を誘電分極させるための電界を形成する電界形成部と、前記ダスト，ミストを捕捉した前記液体誘電体を捕集する捕集部とを備えた湿式電気集塵装置において、
前記散布部は、前記気体の流れ方向に交差する横方向に向けて前記液体誘電体を散布する複数のノズルを有していることを特徴とする湿式電気集塵装置。
請求項３に記載の湿式電気集塵装置において
前記複数のノズル同士の間に仕切板が設けられていることを特徴とする湿式電気集塵装置。