JP2008212847A - 湿式電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】腐食性ミストを含む被処理ガスを処理する場合でも、放電電極の腐食を抑制することができる湿式電気集塵装置を提供する。
【解決手段】被処理ガス１０の流路に沿って放電電極１４を配設した湿式電気集塵装置において、放電電極１４の上流側に水分を噴霧可能な噴霧ノズル２８を設け、この噴霧ノズル２８から噴霧した水分によって放電電極１４の表面に濡れ膜を形成するようにした。噴霧する水分は水蒸気又は粒径が１０μｍ未満の水滴が望ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は湿式電気集塵装置に係り、特に被処理ガスの流路に沿って放電電極を配設した湿式電気集塵装置に関する。

重油や石炭などを燃料とする炉から排出される排ガスには、燃料中の硫黄分から生成された硫黄酸化物が含まれている。したがって、火力発電所用ボイラなどから排出されるこの種の排ガスに対しては、先ず乾式電気集塵装置で除塵した後、湿式脱硫装置で脱硫し、最後に排ガスを湿式電気集塵装置に導いてミストなどを除去し大気へ放出している（例えば特許文献１参照）。

この種の排ガスに含まれる硫黄酸化物は主に二酸化硫黄であるが、数十ｐｐｍレベルの三酸化硫黄が存在している。この三酸化硫黄は水分と反応して硫酸になり易く、ガス温度が硫酸露点以下になると凝縮して硫酸ミストになる。硫酸ミストは腐食性が強いので、湿式脱硫装置よりも前段では排ガスを硫酸露点よりも高い温度（例えば１７０℃前後）に維持している。しかしながら、この排ガスを湿式脱硫装置に導いて水分の露点である５５℃前後にまで急冷すると、微細な硫酸ミストが生成する。この微細な硫酸ミストは湿式脱硫装置では除去が困難であり、後段の湿式電気集塵装置で除去することになる。

湿式電気集塵装置では湿式脱硫装置から送られた排ガス中の硫酸ミストなどのミストや残存している塵埃を電気集塵の原理によって集塵極に捕集する。捕集されたミストはそれ自体が集塵極表面に濡れ膜を形成して自然流下する。また、ミスト量が少なく自然流下が起きにくい場合には集塵極の上部から洗浄水を常時又は間欠的に流し、集塵極に捕集したミストや塵埃を流し落とす。
特開２００２−４５６４３号公報

しかしながら、硫酸ミストなどの腐食性ミストを含む被処理ガスを湿式電気集塵装置で処理した場合、集塵極にミストが集って放電電極は乾燥しやすい状態になる。このため、放電電極に被処理ガス中の腐食性ミストが付着すると、乾燥による腐食性ミストの濃縮が起こり放電電極が腐食を受け、放電電極の耐用期間が短くなるという問題点がある。このような問題点を改善するために、放電電極の上部から洗浄水を噴霧し、放電電極に付着した腐食性ミストを流し落とすことが考えられえる。しかし、このような方法は、噴霧した水滴がガス流によって流されるため、放電電極の下部にまで水滴を到達させることができず、放電電極に付着した腐食性ミストを万遍なく流し落とすことが困難である。また、水滴がガス流に流されないように、噴霧水滴の粒径を大きくすると、水滴の大部分が集塵極に捕集されるため十分な洗浄効果を得ることができず、逆に水滴によってスパークを誘発させるという問題点が生じる。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を改善し、腐食性ミストを含む被処理ガスを処理する場合でも放電電極に万遍なく水分を供給することが可能であり、放電電極の腐食を抑制することができる湿式電気集塵装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る湿式電気集塵装置は、被処理ガスの流路に沿って放電電極を配設した湿式電気集塵装置において、前記放電電極の上流側に水分を噴霧可能な噴霧手段を設け、前記噴霧手段から噴霧した水分によって前記放電電極の表面に濡れ膜を形成するようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係る湿式電気集塵装置は、前記噴霧手段は水蒸気又は粒径が１０μｍ未満の水滴を噴霧する噴霧ノズルであることを特徴とする。噴霧手段には噴霧する水分の流速を間欠的に制御可能な制御手段が付設されていることが望ましい。また、本発明に係る湿式電気集塵装置は、前記放電電極には表面を粗くする粗面加工が施されていることを特徴とする。

噴霧手段から噴霧された水分は放電電極の上流側から下流側に向けて被処理ガスの流路に沿って流れ、その過程で順次、放電電極に付着し、放電電極の表面に濡れ膜が形成される。この濡れ膜が腐食性ミストに対する防護膜として機能する。すなわち、腐食性ミストが放電電極に付着した場合でも腐食性ミストが濡れ膜によって十分に希釈されることによって腐食力が低下し、放電電極の腐食を大幅に抑制することができる。濡れ膜の厚みが増すと自重によって自然流下する。このため、濡れ膜は一定の厚み以上には成長せず、新たに付着する凝縮水分やミストによって更新され続け、防護膜としての機能が低下しない。

また、噴霧手段からは水蒸気又は粒径が１０μｍ未満の水滴を噴霧すると、放電電極の幅及び奥行きに対して万遍なく濡れ膜を形成することが容易になる。噴霧手段から噴霧する水分の流速を間欠的に制御可能な制御手段を付設すると、放電電極に対する間欠的な洗浄操作を自動的に実施することが可能になり、より一層、放電電極の腐食を抑制することができる。また、放電電極に表面を粗くする粗面加工を施していると、放電電極での濡れ膜の形成と維持が良好になり、腐食抑制作用が向上する。

図１は本発明に係る湿式電気集塵装置の第１実施形態の主要部を示す斜視図であり、図２は同じく主要部を示す平面図である。図２に示したように湿式電気集塵装置のケーシング内には、硫酸ミストなどの腐食性ミストを含む被処理ガス１０の横方向流路に沿って集塵極１２と放電電極１４とが所定の間隔で交互に配設されている。そして被処理ガス１０中のミストや残存している塵埃を電気集塵の原理によって集塵極１２に捕集する。電気集塵によってミストや塵埃が除去された処理ガス１６はケーシング外に排出される。集塵極１２に捕集されたミストはそれ自体が集塵極１２表面に濡れ膜を形成して自然流下するか、又はミスト量が少なく自然流下が起きにくい場合には集塵極１２の上部から洗浄水を常時又は間欠的に流し、集塵極１２に捕集したミストや塵埃を流し落とす。

図１に示したように、放電電極１４は格子状に組んだ放電枠１８に多数本の放電線２０を張った構造とされ、図示しない高圧電源に接続して高電圧が印加されている。この放電電極１４の上流側（被処理ガス１０が流れ込む側）には放電電極１４の手前に噴霧装置２２が設けられている。噴霧装置２２は図示しない水蒸気源に接続されたヘッダー管２４と、このヘッダー管２４から放電電極１４毎に被処理ガス１０の流路に対して直角方向に立ち上げた複数本の噴霧管２６と、各噴霧管２６に所定の間隔で取り付けられた複数の噴霧ノズル２８とによって構成されている。噴霧ノズル２８の噴霧方向は放電電極１４の側に向いており、水蒸気源から供給された水蒸気がヘッダー管２４、噴霧管２６を経由して噴霧ノズル２８から噴霧される。噴霧ノズル２８の型式、取り付け間隔及び噴霧量は、噴霧した水蒸気が放電電極１４の幅及び奥行きに対して万遍なく行き渡るように設計される。

その結果、噴霧ノズル２８から噴霧された水蒸気は放電電極１４の上流側から下流側に向けて被処理ガス１０の流路に沿って流れる。水蒸気が１００℃程度の飽和蒸気であり、被処理ガス１０の温度が５０〜６０℃の場合、噴霧された水蒸気は被処理ガス１０によって冷却され、その一部が凝縮して微細な水滴を形成する。このため、凝縮した微細な水滴が放電電極１４の上流側から下流側に向けて順次、放電電極１４を構成している放電枠１８や放電線２０に付着し、放電電極１４全体の表面に濡れ膜が形成される。この濡れ膜が腐食性ミストに対する防護膜として機能する。すなわち、腐食性ミストが放電電極１４に付着した場合でも腐食性ミストが濡れ膜によって十分に希釈されることによって腐食力が低下し、放電電極１４の腐食を大幅に抑制することができる。濡れ膜の厚みが増すと自重によって自然流下する。このため、濡れ膜は一定の厚み以上には成長せず、新たに付着する凝縮水分やミストによって更新され続け、防護膜としての機能が低下しない。

なお、噴霧ノズル２８では、噴霧した水蒸気が被処理ガスのガス流に乗り易いように、ガス流速と同程度の速度で噴霧することが望ましい。また、図２に示したようにヘッダー管２４に流量調節弁３０を取り付けておき、この流量調節弁３０を制御器３２によって間欠的に制御するようにしてもよい。すなわち、制御器３２にタイマー機能をもたせておき、通常時には放電電極１４の乾燥防止を主目的として、噴霧ノズル２８から噴霧する水蒸気の流速をガス流速と同程度の速度とする。また、数時間に一回は放電電極１４の洗浄を主目的として、流量調節弁３０の開度を制御することによって、噴霧ノズル２８から噴霧する水蒸気の流速をガス流速の２〜１０倍とした運転を数分間行う。このような制御手段を採用すれば、放電電極１４に対する間欠的な洗浄操作を自動的に実施することができ、より一層、放電電極１４の腐食を抑制することができる。

放電電極１４には表面を粗くする粗面加工が施されていることが望ましい。粗面加工としてはヤスリ加工、ブラスト加工、ディンプル加工、溝入れ加工などを用いることができる。このような粗面加工が施されていると、放電電極での濡れ膜の形成と維持が良好になり、腐食抑制作用が向上する。放電電極１４の主要部材である多数本の放電線２０の内、ガス下流側の放電線は乾燥しやすいので、特にこの部分の放電線２０の表面に粗面加工が施されていることが望ましい。

上述のとおり、本実施形態の湿式電気集塵装置によれば、腐食性ミストを含む被処理ガスを処理する場合でも放電電極の上部から洗浄水を流すことなく、放電電極に万遍なく濡れ膜を形成できるので、放電電極の腐食を抑制することができる。

図３は本発明に係る湿式電気集塵装置の第２実施形態の主要部を示す斜視図である。図３において図１と同一の符号を付した要素は上記第１実施形態と同様の機能を有したものであり、説明を省略する。本実施形態では硫酸ミストなどの腐食性ミストを含む被処理ガス１０が下側から上側に向けて縦方向に流れており、この被処理ガス１０の立て方向流路に沿って集塵極１２と放電電極１４とが所定の間隔を交互に配設されている。この場合にも噴霧装置２２は放電電極１４の上流側に設けられ、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

上記各実施形態では、噴霧ノズル２８から飽和水蒸気を噴霧する場合について説明した。しかしながら、本発明に係る噴霧手段から噴霧する水分は飽和水蒸気に限らず、不飽和水蒸気や過熱水蒸気、もしくは水蒸気を十分に含んだ湿り空気でもよく、同様の作用効果を奏することができる。また、被処理ガス１０の温度が１００℃を超えるような高温の時には、前記した水蒸気の凝縮による水滴の形成が期待できない。したがって、このような場合では、噴霧手段から水滴を噴霧することが望ましい。ただし、粒径が１０μｍ以上の水滴は自重で落下したり、帯電して集塵極に引き寄せられ易く、放電電極に濡れ膜を形成させるためには有効ではない。したがって、水滴の場合には粒径を１０μｍ未満、より好ましくは粒径を１μｍ前後に調整したものを噴霧することが望ましい。

また、本発明に係る噴霧手段は上記各実施形態形態で説明した噴霧ノズル２８に限定されず、例えば連続した細いスリットから水分を噴霧するような構造のものであってもよい。また、噴霧手段は固定式に限らず、移動するか又は噴霧方向を変える可動式のものを採用することができる。

本発明に係る湿式電気集塵装置の第１実施形態の主要部を示す斜視図である。 同じく第１実施形態の主要部を示す平面図である。 本発明に係る湿式電気集塵装置の第１実施形態の主要部を示す斜視図である。

符号の説明

１０……被処理ガス、１２……集塵極、１４……放電電極、１６……処理ガス、１８……放電枠、２０……放電線、２２……噴霧装置、２４……ヘッダー管、２６……噴霧管、２８……噴霧ノズル、３０……流量調節弁、３２……制御器。

Claims (4)

1. 被処理ガスの流路に沿って放電電極を配設した湿式電気集塵装置において、前記放電電極の上流側に水分を噴霧可能な噴霧手段を設け、前記噴霧手段から噴霧した水分によって前記放電電極の表面に濡れ膜を形成するようにしたことを特徴とする湿式電気集塵装置。
2. 前記噴霧手段は水蒸気又は粒径が１０μｍ未満の水滴を噴霧する噴霧ノズルであることを特徴とする請求項１に記載の湿式電気集塵装置。
3. 前記噴霧手段には噴霧する水分の流速を間欠的に制御可能な制御手段が付設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湿式電気集塵装置。
4. 前記放電電極には表面を粗くする粗面加工が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の湿式電気集塵装置。

Images