JP2004167453A

JP2004167453A - 除塵装置

Info

Publication number: JP2004167453A
Application number: JP2002339207A
Authority: JP
Inventors: Teruhiro Nakaniwa; 彰宏中庭; Yasutoshi Ueda; 泰稔上田; Morio Kagami; 守男加賀見
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】本発明は、集塵電極及び（又は）放電電極の腐食を防止し、それだけ寿命の長い除塵装置を提供することを目的とする。
【解決手段】気体中に含まれるダスト、ミスト等の微細粒子を帯電させる荷電部材１１１と、荷電部材１１１によって帯電された微細粒子に液体誘電体を散布するスプレー装置４と、スプレー装置４より散布された液体誘電体を誘電分極させるための電界を形成する平板状の集塵電極２ａ及び放電電極３ａと、帯電した微細粒子を捕捉した液体誘電体を捕集する誘電体捕集部材１５と、集塵電極２ａ及び放電電極３ａに付着した微細粒子を洗い流すための洗浄部材とを有る除塵装置Ａ。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体中に含まれたダスト、ミスト等の微細粒子を除去するための除塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排ガス等の気体からサブミクロン粒子を取り除く除塵装置として代表的なものに電気集塵装置（ＥＰ：ＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｏｒ）がある。電気集塵装置は放電電極と集塵電極との間に高電圧を印加し、コロナ放電を発生させてガスをイオン化することにより、除塵すべき排ガス（例えば、石炭、重油等を燃焼させた際に発生する排ガス）中の微細粒子（例えばボイラダストやＳＯ３等のミスト）に電荷を与えて、この荷電粒子を集塵極に捕集するものである。湿式ＥＰの場合、集塵極などに付着した微細粒子は洗浄液体誘電体で洗い落とすようになっている。
【０００３】
図１２に従来の除塵装置の一例の概略断面図を示す。
【０００４】
図１２に示す除塵装置Ｃは、本体ケース１と、本体ケース１内部に複数並んで設置され、接地された集塵電極２と、各集塵電極２の間に配置されるマイナスに帯電された放電電極３とを有している。
【０００５】
本体ケース１は微細粒子を含むガスが流入する流入口１１と、微細粒子が捕集され、清浄化されたガスが排出される排出口１２とを有している。流入口１１は本体ケース１の下部１３に、排出口１２は本体ケース１の上部１４に設けられている。また、流入口１１には、微細粒子に予め電荷を与えるための予備荷電部１１１を備えている。
【０００６】
本体ケース１の集塵電極２及び放電電極３の下方には、予備荷電部１１１にて帯電された微細粒子に液体誘電体を散布するスプレー装置４を有している。
【０００７】
また、ケース１の下端部１３は散布した液体誘電体をためることができるように水密な液溜め部１５に形成されている。排出口１２には、誘電体によって捕捉された微粒子が捕集される誘電体捕集部１６を備えている。
【０００８】
この除塵装置Ｃを用いて排ガス中の微細粒子を捕集する手順について図を参照して説明する。
【０００９】
まず、流入口１１より流入する排ガス中の微細粒子が予備電荷部１１１によって予め例えば負に帯電させる。そして、集塵電極２と放電電極３との間に微細粒子（ここでは、ＳＯ３ミスト）を含む排ガスと前記スプレー装置４から散布された液体誘電体（ここでは水ミストＷ）を流通させる。
【００１０】
一方、上記水ミストは集塵電極２及び放電電極３間に形成された直流電界によって誘電分極される。このため、前記微細粒子は各水ミスト間に作用するクーロン力によって水ミストに捕集される。また、前記水ミストは集塵電極２及び放電電極３に付着した微細粒子を洗い流す働きもある。
【００１１】
かかる従来の除塵装置Ｃは、主として排ガス処理システムにおける乾式電気除塵装置、脱硫装置の後流に配置され、脱硫装置をすり抜けてきたボイラダストや脱硫装置で冷却されてミスト状となったＳＯ３ミスト等を捕集するために使用される。これらのボイラダストやＳＯ３ミストは粒径が１μｍ以下の微細粒子であるため、除塵装置では、高放電電流が得られるトゲ付放電極を採用し、放電電流密度を乾式電気集塵装置よりも高くして微細粒子を捕集する。
【００１２】
【特許文献】
特開２００１−１２１０３０号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液体誘電体を散布するスプレー装置４は、複数のスプレーノズル４１が互いに近辺に配置されており（図１３参照）、スプレーノズル４１は水ミストＷを上方に向かって広角に散布しており、各ノズル４１から散布された水ミストが干渉する部分に水の層４２が形成される。ノズル４１から散布された水ミストＷは、水の層４２を通過することで、水粒子が大きくなりケース上部１４、換言すると集塵電極２及び放電電極３の上部まで達することができず、電極２、３の上部に付着した微細粒子を洗い流すことができずに腐食が生じる。
【００１４】
このような問題を鑑みて、サブミクロン粒子を捕集することができ、放電電極及び捕集電極が腐食しにくい除塵装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、ガス中に含まれるダスト、ミスト等の微細粒子を帯電させる荷電部材と、前記荷電部材によって帯電された微細粒子に液体誘電体を散布するスプレー装置と、前記スプレー装置より散布された液体誘電体を誘電分極させるための電界を形成する平板状の集塵電極及び放電電極と、前記帯電した微細粒子を捕捉した液体誘電体を捕集する誘電体捕集部材と、前記集塵電極及び（又は）放電電極に付着した前記微細粒子を洗い流すための洗浄部材とを有していることを特徴とする除塵装置を提供する。
【００１６】
このようにすることで、集塵電極及び（又は）放電電極が洗浄水にて洗浄されるので出集塵電極及び（又は）放電電極には、微細粒子が付着して、該電極を腐食させることを防ぐことができる。
【００１７】
また、前記洗浄部材は、前記集塵電極及び前記放電電極の上部に洗浄水を流通させる洗浄水流通部を有しており、前記洗浄水流通部は下方に洗浄水を流す隙間を有していてもよい。前記洗浄水流通部には樋形状のものを例示できる。
【００１８】
前記洗浄水流通部の下方の隙間に洗浄水を均一に又は略均一に流すための整流部材を備えていてもよい。
【００１９】
前記洗浄部材は前記洗浄水流通部の下方に樋形状を有し下方に前記集塵電極及び（又は）放電電極に洗浄水を流すための隙間を有する中間洗浄水流通部を備えていてもよい。
【００２０】
中間洗浄水流通部を設けることで、むらが少なく且つ薄い洗浄水の膜を電極表面に形成することができる。
【００２１】
前記放電電極は放電しやすくするために表面に針状突起が設けられており、該針状突起が洗浄水の流れを妨げないように配置されているものを採用することができる。
【００２２】
前記放電電極及び集塵電極として表面を荒く形成したものを利用してもよい。
【００２３】
前記スプレー装置を電極の上及び（又は）下に設けてもよい。それにより前記微細粒子を含んだ気体の流れを下から上又は上から下に流すものを上げることができる。
【００２４】
これによって、設置場所に関係なく排ガスを除塵することが可能である。
【００２５】
前記放電電極及び（又は）集塵電極は少なくとも１箇所を平面方向に回動可能に支持されており、該支持部を中心に所定角度且つ周期で振動できるようになっていてもよい
【００２６】
本発明に係る除塵装置をもちいて、微細粒子を含むガスの除塵を行うと、集塵電極及び（又は）放電電極に常に洗浄水を流している状態なので、該集塵電極及び（又は）放電電極に微細粒子が付着しにくく、腐食しにくい。それゆえ、除塵装置の寿命が長くなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１に本発明にかかる除塵装置の断面図を示す。
【００２９】
図１に示す除塵装置Ａは、集塵電極２ａ及び放電電極３ａ以外の部分は、図１２に示す従来の集塵電極Ｃと同一であり、実質上同一の部分には同一の符号が付してある。
【００３０】
図１に示す除塵装置Ａは、本体ケース１と、本体ケース１内部に複数並んで設置され、接地された集塵電極２ａと、各集塵電極２ａの間に配置されるマイナスに帯電された放電電極３ａとを有している。
【００３１】
本体ケース１は微細粒子を含むガスが流入する流入口１１と、微細粒子が捕集され、清浄化されたガスが排出される排出口１２とを有している。流入口１１は本体ケース１の下部１３に、排出口１２は本体ケース１の上部１４に設けられている。また、流入口１１には、微細粒子を予め電荷を与えるための予備荷電部１１１を備えている。
【００３２】
本体ケース１の集塵電極２ａ及び放電電極３ａの下方には、予備荷電部１１１にて帯電された微細粒子に液体誘電体を散布するスプレー装置４を有している。
【００３３】
また、ケース１の下部１３は散布した液体誘電体を溜めることができるように水密な液溜め部１５に形成されている。排出口１２には、誘電体によって捕捉された微粒子が捕集される誘電体捕集部１６を備えている。
【００３４】
集塵電極２ａには集塵電極２ａの表面を洗浄するための洗浄水を電極２ａ表面に流す樋部材２２ａを備えている。
【００３５】
（第１の実施例）
集塵電極２ａ及び放電電極３ａいずれにも上方に該電極２ａ、３ａを洗浄する洗浄水を流すための洗浄部材樋部材が設けられている。樋部材に関しては集塵電極２ａ及び放電電極３ａいずれに接続しているものも同様の形状を有しているので、ここでは集塵電極２ａに関して説明する。
【００３６】
図２に本発明に係る除塵装置に用いる集塵電極２ａの断面図を示す。
【００３７】
図１に示す集塵電極２ａには、電極２ａの上端部２１ａに接し、電極２ａの表面を洗浄するための洗浄水ｃｗが流通する樋部材２２ａが備えられている。
【００３８】
樋部材２２ａは、左右斜め上方に延びる水受け部２２１ａと、水受け部２２１ａが交差する下端部に洗浄水ｃｗが流出する洗浄水流出口２２２ａを有している。樋部材２２ａの上方には、洗浄水ｃｗを搬送するためのパイプ５が形勢されており、その下端部に設けられたノズル５１を通して樋部材２２ａに洗浄水ｃｗが溜められるとともに、流出口２２２ａから洗浄水が電極２ａに流出し電極２ａの表面を洗浄する。
【００３９】
（第２の実施例）
図３は図２に示す集塵電極の他の例の断面図である。
【００４０】
図３に示す集塵電極２ｂは、電極洗浄部材として電極２ｂ上端部２１ｂに樋部材２２ｂを備えており、樋部材２２ｂは水受け部２２１ｂと洗浄水流出口２２２ｂを備えている。流出口２２２ｂにはスリット状の整流部材２２３ｂがはめ込まれている。
【００４１】
整流部材２２３ｂは、多孔板であり、整流部材２２３ｂを設けることによって、洗浄水ｃｗの流れを取り付けてないときよりもより安定させることができ、洗浄水ｃｗの電極２ｂに形成する洗浄水膜の膜厚Ｈを均等にすることができる。それだけ、洗浄能力を上げることができ、電極２ｂの腐食を防ぐことができる。
【００４２】
整流部材２２３ｂは、ここでは多孔板を採用しているが、それに限定されるものではなく、洗浄水の流れを整えることができるものを広く採用することができる。また、整流部材２２３ｂは樋部材２２３ｂの下端部に水溜め部２２１ｂと一体的に形成されていてもよい。
【００４３】
本実施例に用いた洗浄部材は放電電極にも適用している。
【００４４】
（第３の実施例）
図４に本発明に係る除塵装置のさらに他の例に用いられる集塵電極の断面図を示す。
【００４５】
図４に示す集塵電極２ｃにおいて、洗浄部材として洗浄水ｃｗを搬送するパイプ５ｃの下端部５１ｃに開口部５２ｃが形成されており、開口部５２ｃには多孔板からなる整流部材５３ｃが設けられている。
【００４６】
パイプ５ｃの開口部５２ｃより直接洗浄水ｃｗを流すことで、洗浄部材の早世部材数が減るので、集塵電極をそれだけ構造簡単でよりコンパクトに形成することができる。整流部材５３ｃがパイプ５ｃと一体的に形成されていてもよい。
【００４７】
図５に図４に示す集塵電極の他の例の断面図を示す。
【００４８】
図５に示す集塵電極２ｄは、中央で屈曲した整流部材５３ｄを備えたパイプ５ｄを備えている。屈曲した整流部材５３ｄは洗浄水ｃｗが矢印αで示す向きに開口部５２ｄから流れ出すので、屈曲していない場合に比べて電極２ｄ表面により効果的に洗浄水の膜を形成することができる。
【００４９】
上述の集塵電極２ｃ、２ｄに用いられているパイプ５ｃ、５ｄは、放電電極にも適用することが可能である。
【００５０】
（第４の実施例）
図６に本発明に係る除塵装置のさらに他の例に用いられる集塵電極の断面図を示す。除塵装置の集塵電極及び放電電極以外の部材は図１に示す除塵装置と同じであり図示を省略した。
【００５１】
図６に示す集塵電極２ｅは、電極２ｅの上端部２１ｅに接して洗浄部材として、樋部材２２ａが備えられている。樋部材２２ａは第１の実施例に用いられている樋部材２２ａと同一であり実質上同一の部材には同一の符号が付してある。
【００５２】
電極２ｅの上下方向中間部には、樋部材２２ａと略同形状の中間樋部材２２ｅが備えられている。中間樋部材２２ｅ集塵電極２ｅの両面に斜め上方に延びる水受け部２２１ｅを備えている。また、下端部には洗浄水ｃｗをさらに下方の電極表面に流すための、開口部２２２ｅを備えている。
【００５３】
洗浄水ｃｗを電極の表面に流した場合、下方で洗浄水ｃｗの流れが細くなり、洗浄水ｃｗの膜が形成されない部分ができる。これを防ぐためには洗浄水ｃｗを多くしてやればよい。また、本実施例のように中間樋部材２２ｅを設置することで、洗浄水の薄い膜を電極全体に形成することができる。
【００５４】
また、図７に示す集塵電極２ｆのように、樋部材２２ｂ及び中間樋部材２２ｆを備えたものを用いてもよい。樋部材２２ｂ及び中間樋部材２２ｆの開口部２２２ｂ、２２２ｆにはスリット状の整流部材２２３ｂ、２２３ｆが設けられている。
【００５５】
集塵電極２ｆは樋部材２２ｂ及び中間樋部材２２ｆの開口部２２２ｂ、２２２ｆに整流部材２２３ｂ、２２３ｆが取り付けられていることから、より安定した洗浄水ｃｗの膜を電極２ｆ表面に作ることができる。
【００５６】
図示は省略したが、電極上端に設置される洗浄部材として、実施例３にて開示されているところの、パイプ下端部に開口を設けて、該開口部にスリット状の整流部材を形成したものを用いてもよい。このとき、整流部材は、屈曲したものも採用することができる。
【００５７】
上述の集塵電極２ｅ、２ｆに適用した洗浄部材は、放電電極にも適用することが可能である。
【００５８】
（第５の実施例）
図８に本発明に係る除塵装置のさらに他の例に用いられる集塵電極の断面図を示す。除塵装置の集塵電極及び放電電極以外の部材は図１に示す除塵装置と同じであり図示を省略した。
【００５９】
図８に示す集塵電極２ｇは、上端部２１ｇに軸２５ｇが設けられており、軸２５ｇがケース１に回動可能に支持されている。集塵電極２ｇは、それ以外の部分は第１の実施例に示す集塵電極２ａと同一の部分で構成されており、実質上同一の部分には同一の符号が付してある。
【００６０】
集塵電極２ｇは、軸２５ｇを支点にして、左右に角度θ（ここではθ＝５°）ずつ回動する（ポジションＰ１、ポジションＰ２）。ポジションＰ１とポジションＰ２を所定の時間で繰り返すことによってそれぞれ、のポジションで上面になった電極の表面を洗浄水ｃｗにて洗い流すことができる。各ポジションは、所定の時間ごとに切り替えて停止するものでもよく、断続的に回動するいわゆる振動状態であってもよい。
【００６１】
上述の電極洗浄方法は、放電電極にも適用可能である。その場合、集塵電極と放電電極の電極間距離をなるべく変化させないようにするのが好ましい。
【００６２】
（第６の実施例）
図９に本発明に係る除塵装置のさらに他の例に適用される集塵電極の断面図を示す。除塵装置の集塵電極及び放電電極以外の部材は図１に示す除塵装置と同じであり図示を省略した。
【００６３】
図９に示す集塵電極２ｈは、表面が洗浄水ｃｗの膜よりも小さい表面粗さで表面粗度を上げている。電極２ｈは、三角形状の鋸歯状の溝２６ｈが表面に形成されており、溝２６ｈを洗浄水ｃｗが流れることで安定した洗浄水の膜が電極２ｈ表面に形成される。
【００６４】
図９に示した電極２ｈは、電極表面に直接溝が形成されているものを例示したが、それに限定されるものではなく、表面に金属メッシュを貼ったもの等、表面粗度をあげつつ、表面粗さが洗浄水ｃｗの膜よりも小さくなるものを広く採用することができる。
【００６５】
（第７の実施例）
図１０に本発明に係る除塵装置のさらに他の例に用いられる放電電極の断面図を示す。
【００６６】
放電電極３ｉは、アーク放電が発生しやすくするために、電極３ｉを打ち抜くことで形成した三角形の尖った形状の針部３６ｉが複数個並んで形成されている。このうち抜き加工による針部３１ｉが、横方向に打ち抜かれた形状を有しているので、水の流れに対して抵抗となるのは電極３ｉの厚さだけとなり洗浄水ｃｗが電極表面を流れるのを邪魔しない。
【００６７】
（第８の実施例）
図１１に本発明に係る除塵装置のさらに他の例の断面図を示す。
【００６８】
図１１に示す除塵装置Ｂは、本体ケース１´と、本体ケース１´内部に複数並んで設置され、接地された集塵電極２´と、各集塵電極２´の間に配置されるマイナスに帯電された放電電極３´とを有している。
【００６９】
本体ケース１´は微細粒子を含むガスが流入する流入口１１´と、微細粒子が捕集され、清浄化されたガスが排出される排出口１２´とを有している。流入口１１´は本体ケース１´の上部１４´に、排出口１２´は本体ケース１´の下部１３´に設けられている。また、流入口１１´には、微細粒子を予め電荷を与えるための予備荷電部１１１´を備えている。
【００７０】
本体ケース１´の集塵電極２´及び放電電極３´の上方には、予備荷電部１１１´にて帯電された微細粒子に液体誘電体を散布するスプレー装置４´を有している。
【００７１】
また、ケース１´の下端部１３´は散布した液体誘電体を溜めることができるように水密な液溜め部１５´に形成されている。
【００７２】
上述の除塵装置Ｂのように、排ガスの流れる方向を上側から下側にしてもよい。この例の場合、スプレー装置４´は上に設置したがスプレーを上下に設置してもよい。スプレー装置を上下に設置することは各実施例の除塵装置にも適用可能である。
【００７３】
上述の各実施例のうち複数を組み合わせて利用してもよい。
【発明の効果】
本発明によると、電極の腐食を防ぎつつ、微細粒子が含まれた気体の微細粒子を取り除くことが可能な除塵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除塵装置の一例の断面図である。
【図２】図１に示す除塵装置に用いられている集塵電極の断面図である。
【図３】本発明に係る除塵装置の他の例に用いられる集塵電極の断面図である。
【図４】本発明に係る除塵装置のさらに他の例に用いられる集塵電極の断面図である。
【図５】図４に示す集塵電極の他の例の断面図である。
【図６】本発明に係る除塵装置のさらに他の例に用いられる集塵電極の断面図である。
【図７】図６に示す集塵電極の他の例の断面図である。
【図８】本発明に係る除塵装置のさらに他の例に用いられる集塵電極の断面図である。
【図９】本発明に係る除塵装置のさらに他の例に適用される集塵電極の断面図である。
【図１０】本発明に係る除塵装置のさらに他の例に用いられる放電電極の断面図である。
【図１１】本発明に係る除塵装置のさらに他の例の断面図である。
【図１２】従来の除塵装置の一例の断面図である。
【図１３】従来のスプレー装置の部分拡大図である。
【符号の説明】
１ケース
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ集塵電極
２２樋部材
３、３ａ、３ｉ放電電極
４スプレー装置
５パイプ

Claims

気体中に含まれるダスト、ミスト等の微細粒子を帯電させる荷電部材と、
前記荷電部材によって帯電された微細粒子に液体誘電体を散布するスプレー装置と、
前記スプレー装置より散布された液体誘電体を誘電分極させるための電界を形成する平板状の集塵電極及び放電電極と、
前記帯電した微細粒子を捕捉した液体誘電体を捕集する誘電体捕集部材と、
前記集塵電極及び（又は）放電電極に付着した前記微細粒子を洗い流すための洗浄部材とを有していることを特徴とする除塵装置。
前記洗浄部材は、前記集塵電極及び（又は）前記放電電極の上部に洗浄水を流通させる洗浄水流通部を有しており、前記洗浄水流通部は下方に洗浄水を流す隙間を有している請求項１記載の除塵装置。
前記洗浄水流通部は樋形状である請求項２記載の除塵装置。
前記洗浄水流通部の下方の隙間に洗浄水を均一に又は略均一に流すための整流部材を備えている請求項２又は請求項３記載の除塵装置。
前記整流部材は、前記電極に向けて傾けて設けられている請求項４記載の除塵装置。
前記洗浄部材は、前記洗浄水流通部の下方に樋形状を有し下方に前記集塵電極及び（又は）放電電極に洗浄水を流すための隙間を有する中間洗浄水流通部を１段又は２段以上備えている請求項２から請求項５いずれかに記載の除塵装置。
前記中間洗浄水流通部は前記整流部材を有している請求項６記載の除塵装置。
前記放電電極は表面に針状突起が設けられており、
該針状突起が洗浄水の流れを妨げないように配置されている請求項１から請求項７いずれかに記載の除塵装置。
前記放電電極及び集塵電極の表面を荒く形成した請求項１から請求高８いずれかに記載の除塵装置。
前記スプレー装置を電極の上に設けた請求項１から請求項９いずれかに記載の除塵装置
前記放電電極及び（又は）集塵電極は、少なくとも１箇所を平面方向に回動可能に支持されており、該支持部を中心に所定角度且つ周期で振動する請求項１から請求項１０いずれかに記載の除塵装置。