JP2008264738A - 静電集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電微粒化ノズルから荷電イオン化液の液滴を噴霧して静電微粒化することで、集塵板間に流入された汚染ガスに対して集塵処理を行う静電集塵装置において、捕捉困難であったナノ領域以下の大気汚染物質（ＣＯ_２，ＮＯ_ｘ，ＳＯ_ｘ，ばい塵，ダイオキシン類，揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等）についても有効に除去可能な静電集塵装置を提供する。
【解決手段】静電微粒化ノズルより静電微粒化される荷電イオン化液について、水等の液とオゾン液とを混合して高抵抗値を維持した混合液に対して直流高電圧を印加して荷電した荷電イオン化混合液とすることにより、静電微粒化の噴霧パターンの形状を安定させて優れた集塵効果を発揮させる。
【選択図】なし

Description

本発明は、湿式の静電集塵装置（以下、単に静電集塵装置という）に関し、特に、静電微粒化された液滴でも捕捉が不可能であった二酸化炭素（ＣＯ_２）についても除去可能な静電集塵装置に関する。

静電集塵装置の静電集塵室の基本原型は、高電圧が印加され、荷電イオン化液が噴霧する電極としての役割を果たすノズルを配列した噴霧供給管（電極管）を挟んでアースされた一対の集塵板を対向して配し、ノズルと集塵板との間に電界を形成し、対向した集塵板間を汚れたガスの通過路として構成する。即ち、汚れたガスの通路には電界が形成される構成とするというものである。
この汚れたガスの通過路に汚れたガスを通過させると、汚れたガス中に含まれた塵は、前記ノズルから噴霧される霧状の荷電イオン化液により帯電し、形成された電界中を集塵板に引きつけられて集塵板に捕捉されると言う構成を基本原型としていた。

そして、ノズルから荷電イオン化液を噴霧するに際して、噴霧供給管に印加される電圧、集塵板間隔、噴霧供給管へ供給する荷電イオン化液の流量等を調節することにより、噴霧供給管に形成された複数の静電微粒化ノズルから荷電イオン化液が静電微粒化（液体表面の電界が大きくなると、表面に働く静電気力によって電気流体力学的に不安定になり、帯電した液滴が多数生ずる現象）して噴霧することで、効果的な集塵作用が発揮されることが見出された。
すなわち、例えば特許文献１に記載されるように、高電圧が印加されて電極としての役割を果たす静電微粒化ノズルの先端箇所を局所的コロナ限界状態とすることにより、静電微粒化ノズルから放出される荷電イオン化液は、対向して配置されてアースされた一対の集塵板と前記静電微粒化ノズルの間に形成された電界中に噴霧されることで飛散して静電微粒化するというものである。
特公昭５２−２５５９０

しかしながら、上述した静電集塵装置においては、液滴にばい塵を付着させて捕捉するという原理を採用しているため、汚染ガス中に含まれる二酸化炭素（ＣＯ_２），窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）は水に不溶であるため、汚染ガスの流路に存在する静電微粒化された荷電イオン化液の液滴では捕捉できず、汚染ガスの種類によっては集塵効果が発揮できないという不都合があった。

そこで、酸化剤を荷電イオン化液に混入させて静電微粒化することで、汚染ガスと荷電イオン化液の液滴が接触するに際して酸化作用を起こさせ、水に不溶なガス等について化学変化を起こさせた上で捕捉するようにした静電集塵装置の構造が提案されている。この静電集塵装置によれば、硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ）については、ある程度除去可能となるものの、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）については十分に除去できず、更に、二酸化炭素（ＣＯ_２）やナノ領域以下の微細物質については依然として除去できなかった。
また、酸化剤を荷電イオン化液に混入させた場合、酸化剤を使用することで荷電イオン化液の抵抗値が下がる（高抵抗値を維持することができない）ので、絶縁の見地から噴霧供給管への連続的な供給ができず実用性に支障があった。

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、電気導電率の低いオゾン液を使用して静電微粒化を行って電界中の汚染ガスの酸化作用を促進させた場合、効果的な集塵作用が得られる静電微粒化状態を創出することができることを知見し、その原理に基づいた静電集塵装置を提案するに至った。
すなわち、本発明は、大気汚染物質として問題視され従前の静電集塵装置では除去できないＣＯ_２，ＮＯ_ｘ及びナノ領域の微細物質、ダイオキシン類，揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等や病原菌であるウィルス等、更には従前の静電微粒化液滴で除去できる硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ），ばい塵についても、有効に捕捉することを可能とした静電集塵装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため本発明は、
静電集塵室内に配置された一対の集塵板と、
前記集塵板間に配置され内部に荷電イオン化液が供給される電極管とを有し、前記電極管に設けた各静電微粒化ノズルから前記荷電イオン化液の液滴を噴霧して静電微粒化することで、前記集塵板間に流入された汚染ガスに対して集塵処理を行う静電集塵装置であって、
前記静電微粒化される荷電イオン化液は、水等の液とオゾン液とを混合して高抵抗値を維持した混合液に対して直流高電圧を印加して荷電した荷電イオン化混合液である
ことを特徴としている。

本発明によれば、水と電気伝導率が低いオゾン液とを混合した混合液に対して直流高電圧を印加して荷電イオン化混合液とし、これを静電微粒化させるので、静電微粒化するに際して安定的な噴霧パターンを得ることにより、粒状物質及びガス状分子を容易に吸着，吸収することで酸化作用を促進し、これによって二酸化炭素（ＣＯ_２）、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）やナノ領域の有害物質の処理が可能となる。
その結果、静電集塵装置において、広い範囲の大気汚染物質（ＣＯ_２，ＮＯ_ｘ，ＳＯ_ｘ，ばい塵，ダイオキシン類，揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等）やウイルスについて、優れた集塵効果を得ることができる。

本発明の実施の形態の一例としての静電集塵装置について、図面を参照して説明する。
図１は、静電集塵装置の構成説明図であり、荷電イオン化混合液供給装置１００を有し、この荷電イオン化混合供給装置１００で製造された荷電イオン化混合液が静電集塵装置の静電集塵室２００に供給されるように構成されている。

荷電イオン化混合液供給装置１００は、金属製の堅固な材料で形成された立方体である筐体１内に、液放液器具４０とオゾン液放液器具５０を配設した蓋体１１を被せて成る液槽１０と、これに附帯する機材を配置して構成されている。前記した筐体１は、その壁面等に接地線８が接続されることでアース電位となっている。また、筐体１内に配置された液槽１０、並びに機材は、筐体１に対して絶縁材から成る荷台（図示しない）で支持されている。

この液槽１０の開口に被せる蓋体１１について説明する。
蓋体１１は、例えば絶縁材である透明のアクリル樹脂等で形成され、頂部が傘型状とした傾斜天井の筒体に形成され、この傾斜天井の頂部には、液供給源３０から供給管３１を介して液槽１０に液供給源３０から送られる水等の液を雨水状の液滴として放出して、液槽１０に供給する液放液器具４０が設けられ、また、液放液器具４０と所望の距離を隔ててオゾン液生成機５１から送られるオゾン液を前記した液放液器具４０と同じ状態でオゾン液を液滴として放出し、液槽１０に供給するオゾン液放液器具５０が配置されている。
その蓋体１１の高さは、液槽１０の開口から前記両器具４０、５０を配した個所までの内側空間を十分な高さを有する構成とする。
また、蓋体１１の天井は、液放液器具４０、オゾン液放液器具５０から放出される水等の液の液滴やオゾン液の液滴がその内壁面に付着しても、その液滴が速やかに流れ落ちるよう前記両器具４０、５０を配置した近傍は円錐又は角錐形の傾斜を有する形状とした。

液槽１０の開口に、上記構成の蓋体１１を被せることにより、放液器具４０、並びにオゾン液放液器具５０からの放出される液やオゾン液が液槽の外部に飛び散らないようになっている。
蓋体１１の高さを液槽１０の開口から十分な内側空間を保った高さとした理由は、液槽１０の開口から蓋体１１に配置した前記液放液器具４０並びにオゾン液放液器具５０の距離の長さを長くしたことによって、蓋体１１の内面が前記した両器具４０、５０から放出される水等の液、或いはオゾン液に濡れたとしても濡れ面の長さから生じる電気抵抗を大にして液槽１０の開口から蓋体１１に配置した液放液器具４０やオゾン液放液器具５０との間で短絡が生じるのを阻止できる構成としたことによる。

また、蓋体１１は、蓋体１１を液槽１０に被せたとき蓋体１１の下縁開口部内面が、液槽１０の上縁開口部内面部内面より内側になる構造形式としたときは、蓋体１１の内面に付着した水等の液やオゾン液は、液槽１０内に落下する。従って、これらの液は液槽１０の内面を伝わって流下しない。この構成とするときは、蓋体１１に配置した液放液器具４０、オゾン液放液器具５０に対して、液槽１０中に貯留されている直流高電圧を印加された荷電イオン混合液からの直流高電圧が短絡するのを阻止できる構成とすることができる。

前記蓋体１１を被せる液槽１０について説明する。
液槽１０内には、前記両器具４０、５０によって供給された水等の液、並びにオゾン液を混合液として貯留する、その液槽１０には、混合液吸引管３６を継ぐ排出口３６aと戻し管３９を継ぐ環流口３９ａが設けられている。

次に、前記液槽１０に貯留された混合液について、オゾンが溶解された荷電イオン化混合液とするための手段について説明する。
液槽１０に併設して液槽１０に貯留された混合液を導入できるようにした貯留分岐槽８０を液槽１０と別に筐体１内に配設する。貯留分岐槽８０には、取り外し可能な電極２２が配設されている。この貯留分岐槽８０に配設する電極２２は、高電圧直流制御電源２０からケーブル２１を介して直流高電圧を印加するように接続されている。取り外し可能として貯留分岐槽８０に配設される電極２２は、絶縁材を介在させて取り外し可能とすることは勿論である。したがって、液槽１０内に供給されて貯留された混合液は貯留分岐槽８０に導入されて、貯留分岐槽８０内で電極２２より高電圧直流制御電源２０からの直流高電圧が印加されて、液槽１０から貯留分岐槽８０に導入された混合液はオゾンが溶解された荷電イオン化混合液となる。

荷電イオン化混合液供給装置１００に配設する貯留分岐槽８０に内設した電極２２には、前記装置を継続して使用するうちにカルシウム塩類が付着しても、貯留分岐槽８０は、前記混合液をオゾンが溶解された荷電イオン化混合液とするためだけのものであるから小型のものであり、貯留分岐槽８０に配設された電極２２が前記したように貯留分岐槽８０から取り外し可能に配設されていることから、電極２２の取り替え、或いは電極２２に付着したカルシウム塩類の取り除きは容易に行うことができる。

液槽１０と併設する貯留分岐槽８０は、前記したように液槽１０に貯留された混合液を導入するようになっているので、貯留分岐槽８０に内設された電極２２に印加する直流高電圧は、貯留分岐槽８０中に供給された液槽１０からの混合液に印加されるが、この直流高電圧は液槽１０中にも液を介して印加されることになり、このため液槽１０中に貯留されている混合液もオゾンが溶解された荷電イオン化混合液となることは勿論である。

蓋体１１に配設された液放液器具４０に液供給源３０から水が送られる経路について説明する。
液供給源３０から液供給ポンプ６０により供給管３１を介して液放液器具４０に送られる。供給管３１の途中には、水中のゴミ等を除去するためのフィルター３３、及び、液放液器具４０を介して液槽１０へ供給する液体の流量を調節するための流量調節装置３４が装着されている。

前記した液放液器具４０には、液が導入される供給管３１が接続され、液槽１０に向けて雨水状の液滴として放出させようになっている。この液滴は、液槽１０と蓋体１１の間に形成される空間、即ち、絶縁機能を発揮する空気中に雨水状の液滴となって放出され、液槽１０に供給されるようになる。従って、液槽或いは液槽中で貯留されている荷電イオン化混合液と放液器具の間で短絡するようなことはない。

蓋体１１に配設されたオゾン液放液器具５０に酸化液発生装置であるオゾン液生成機５１から酸化液オゾン液が送られる経路について説明する。
このオゾン液生成機５１に対しては、供給管３１から分岐される分配管３２を介して濃度調整用の水等の液が供給される構成となっている。
分配管３２の途中には、液槽１０へのオゾン液の供給量を調節するための流量調節装置３５が装着されている。
オゾン液放液器具５０の構造、並びに機能は液放液器具４０と同じである。

オゾン液生成機５１は、オゾン液生成機５１に組み込まれたオゾン発生機が空気中から圧力スイング吸着機（ＰＳＡ）により酸素酸化方式で酸素（Ｏ_２）を取り込んだ後、オゾン（Ｏ_３）を発生させる。オゾン発生機で発生したオゾンと水等の液とを混合処理することで所望のオゾン濃度を有するオゾン液が生成され、このオゾン液がオゾン液放液器具５０より雨水状の液滴として液槽１０に向かって放出される。
すなわち、オゾン液放液器具５０は、供給管３１に接続される分配管３２からの水を導いてオゾン液生成機５１内でオゾン液を生成し、このオゾン液を液槽上部からオゾン液放液器具５０を通して雨水状の液滴として放出するようになっている。
なお、オゾン液生成機５１で得られるオゾン液のオゾン濃度は、オゾン液生成機５１中のオゾン発生機によるオゾン発生量を制御することにより、或いは、発生したオゾンと水等の液の混合割合を調整することにより可能なようになっている。
また、オゾン液生成機５１には接地線５２が接続されることでアース電位（０Ｖ）となっている。

液槽１０の開口側の内側面の上方位置には液面検知装置７０が装着される。この液面検知装置７０は、信号変換器７１を介して供給管３１途中に装着された電磁弁７２に接続されている。そして、液槽１０内の水位が所定の液面（上限水位）に達した時には、これを検知した液面検知装置７０が電磁弁７２をＯＦＦにして液放液器具４０及びオゾン液放液器具５０から液槽１０への水等の液及びオゾン液の供給を停止する。また、液槽１０内の水位が所定の液面（下限水位）よりも下位になった時には、これを検知した液面検知装置７０が電磁弁をＯＮし、液槽１０の液が所定の液面（上限水位）に達するまで液放液器具４０及びオゾン液放液器具５０から水等の液及びオゾン液の供給が行われる。
この操作を行う液面検知装置７０の働きによって、液槽１０中にイオンが溶解された混合液が所定の液面を保持して貯留される。

液槽１０の底部の排出口３６aには、前記した両器具４０、５０から放出されて液槽１０内に貯留された混合液、即ちオゾンが溶解された混合液を排出するための混合液吸引管３６が接続されている。この混合液吸引管３６は、筐体１底板に固定する絶縁材から成る荷台２上に設置された混合液循環供給ポンプ３を介して貯留分岐槽８０に通ずる混合液供給管３７に接続されている。混合液循環供給ポンプ３は、その駆動軸が絶縁材４を介してモーター５の回転軸に連結され、モーター５の駆動により混合液循環供給ポンプ３が連動するように構成されている。

貯留分岐槽に通ずる混合液供給管３７の途中にはレリーフ弁３８が配設されている。レリーフ弁３８には液槽１０の環流口３９ａに通ずる戻し配管３９が接続されている。このレリーフ弁３８は、予め設定された一定量のオゾンが溶解された混合液を混合液供給管３７の先方側に流すとともに、余剰分を液槽１０の環流口３９ａに通ずる戻し管３９に流し、液槽１０に環流するように作動する。混合液供給管３７の先方は、液槽１０から送られたオゾンが溶解された混合液を荷電して該混合液を荷電イオン化混合液とする貯留分岐槽に接続されている。
すなわち、レリーフ弁３８は混合液循環供給ポンプ３から混合液供給管３７を通じて、貯留分岐槽８０側にオゾンが溶解された混合液を戻し配管３９へ排出するように設定することにより、レリーフ弁３８の作用により予め設定された一定量が液槽１０に供給され、オゾンが溶解された混合液の余剰分が戻り配管３９を介して液槽１０内に戻されるオゾンが溶解された混合液の混合循環手段が構成されている。

その結果、液槽１０内に供給されているオゾンが溶解された混合液と、液槽１０から排出されて戻り配管３９から戻されたオゾンが溶解された混合液とが液槽１０内で常時循環混合することにより、オゾンが溶解された混合液が常に活性化されるようにしている。

貯留分岐槽８０の先には、各流量調節装置８１を介して各段分岐ヘッダー８２が接続され、静電集塵装置の静電集塵室２００内にオゾンが溶解された混合液を送り込むようになっている。すなわち、静電集塵室２００内には、対向するように一対のアースされた集塵板２０１，２０２が配設され、集塵板間の上下方向に複数の電極管としての噴射管２０３が配設され、各噴霧供給管２０３に対して各各段分岐ヘッダー８２が接続されることで、貯留層８０の荷電イオン化混合液が各段分岐ヘッダー８２を介して静電集塵室２００内の噴霧供給管２０３に供給される。
各噴霧供給管２０３の下方には、複数の静電微粒化ノズル２０４が設けられ、この静電微粒化ノズル２０４より荷電イオン化混合液が静電微粒化して集塵板２０１，２０２間において静電微粒化パターン３００を以て噴霧されるように構成されている。
上記例では、一対の集塵板２０１，２０２を配置して構成したが、一度に多量の汚染ガスを処理可能とするため、３枚以上の集塵板を対向させて配置し、各集塵板間に各段分岐ヘッダーに接続された噴霧供給管を配置するように構成してもよい。

なお、供給管３１、分配管３２、混合液供給管３７には、各配管における流量や圧力を測定するための流量計７や圧力計８がそれぞれ装着されている。

次に、上記構成の静電集塵装置の動作手順について説明する。
先ず、液供給源３０の液は供給管３１を通じて液放液器具４０から液槽１０へ雨を降らせるような状態の液滴として放出して供給する。また、オゾン液生成機５１で生成したオゾン液もオゾン液放液器具５０から液槽１０へ上記した液放液器具４０と同様に液滴として供給する。

液放液器具４０、オゾン液放液器具５０から放出された前記の水及びオゾン液は、液槽１０に所定の水位に達するまで供給される。液放液器具４０から供給される水と、オゾン液放液器具５０から供給されるオゾン液との量、或いは濃度の割合は、静電集塵装置の静電集塵室へ供給されて静電微粒化されるオゾンが溶解された荷電イオン化混合液が、オゾン液の作用（静電微粒化パターンを安定化させるとともに、酸化作用を促進する効果）を十分に発揮させるために、流量調節装置３４、３５を調整するようになっている。また、水にオゾン液を混合する割合はオゾン液生成機５１で生成されるオゾン液のオゾン濃度により異なる。
具体的には、例えば、静電集塵室２００内において、静電微粒化パターン３００で噴霧される液滴のオゾン濃度が０．２〜０．４ｍｇ／ｌ程度になるように、液槽１０内において、液放液器具４０から供給される水と、オゾン液放液器具５０から供給されるオゾン液とが混合するように、供給比率等を調整するようにしている。

液槽１０内に水及びオゾン液が前記両器具４０、５０により雨水状に液滴状態で供給されて、これがオゾンを溶解した混合液として貯留され、これが貯留分岐槽８０に送られて貯留分岐槽８０内にある間、貯留分岐槽８０内に配置された電極２２には高電圧直流制御電源２０からケーブル２１を介して、例えば−３０ｋＶ前後の負の直流高電圧が印加される。

したがって、液滴として液槽１０内に放出されて貯留され貯留分岐槽８０に分岐されて送られたオゾンが溶解された混合液は、貯留分岐槽８０には常時高電圧直流制御電源２０から電極２２を介して高電圧が印加される状態が維持されているので、貯留分岐槽８０内でオゾンが溶解された荷電イオン化混合液となる。

液放液器具４０及びオゾン液放液器具５０から液槽１０へ供給される水等の液及びオゾン液は、液放液器具１０及びオゾン液放液器具５０の配置位置が液槽１０の開口と所定の距離を隔てて配置され、その間に存在する空気が絶縁機能を発揮するので、液槽１０に貯留された混合液が荷電されてオゾンを溶解した荷電イオン化混合液となっても、このオゾンを溶解した荷電イオン化混合液に印加された電圧が液放液器具４０及びオゾン液放液器具５０に向かってリークするようなことはない。

また、液槽１０の開口部は蓋体１１で塞がれているので、液放液器具４０及びオゾン液放液器具５０を介して供給される液滴は、蓋体１１外に飛散することなく必ず液槽１０内に落下するので、液槽１０の周囲が水浸しになるようなことを防止できる。

液供給源３０並びにオゾン液生成機５１から液槽に供給された水、並びにオゾン液は、混合液として貯留分岐槽８０内で高電圧直流制御電源１０から直流高電圧が印加されることでオゾンが溶解された荷電イオン化混合液となる。液槽１０で所定の水位まで貯留されるオゾンが溶解された混合液は、モーター５の駆動により混合液循環供給ポンプ３を作動して下部配管３６から取り出され、混合液供給管３７に接続されたレリーフ弁３８の作用により、設定された一定量のオゾンを溶解した荷電イオン化液を貯留分岐槽８０側へ流すとともに、オゾンを溶解した混合液の一部が液槽１０内に戻る循環作用が行われる。
すなわち、混合液循環供給ポンプ３は、貯留分岐槽８０側の分岐液量の余剰分のオゾンを溶解した混合液を混合液供給管３７へ供給するようにし、レリーフ弁３８の作用によりオゾンを溶解した混合液の余剰分が戻り配管３９を介して液槽１０内に戻されるようになっている。液槽１０へ戻されるオゾンを溶解した混合液の量は、オゾン液のオゾン濃度により異なるが、例えば、混合液循環供給ポンプ３で下部配管３６に排出される量を一定割合に設定している。

この循環作用により、液槽１０内のオゾンが溶解された混合液と、戻り配管３７から戻されたオゾンが溶解された混合液とが常時混合し、オゾンが溶解された混合液の活性化をはかり、オゾンを常時安定化した状態で利用することが可能となる。
液槽１０に戻されない比率設定されたオゾンを溶解した荷電イオン化混合液は、貯留分岐槽８０を通して静電集塵室の静電集塵室２００内に配した複数の噴霧供給管（電極管）２０３に送られる。

上記した荷電イオン化混合液供給装置の構造によれば、液槽１０内に対してオゾン液をオゾン液放液器具５０から液滴により供給し、レリーフ弁３８によりオゾンが溶解された荷電イオン化混合液が循環するようにしたので、簡単な構成でオゾン混合液を安定化することができる。

静電集塵装置の静電集塵室２００内の噴霧供給管（電極管）２０３に供給された荷電イオン化混合液は、噴霧供給管２０３に形成された複数の静電微粒化ノズル２０４から静電微粒化（液体表面の電界が大きくなると、表面に働く静電気力によって電気流体力学的に不安定になり、帯電した液滴が多数生ずる現象）して噴霧される。すなわち、高電圧が印加されて電極としての役割を果たす静電微粒化ノズル２０４の先端箇所を局所的コロナ限界状態とすることにより、静電微粒化ノズル２０４から放出される荷電イオン化混合液は、対向して配置されてアースされた一対の集塵板２０１，２０２と前記静電微粒化ノズル２０４の間に形成された電界中に噴霧されることで飛散して静電微粒化する。

この時、噴霧される荷電イオン化混合液には、電気伝導度が低いオゾンが溶解されているので、静電微粒化した場合の各液滴のイオン化抵抗値を水の抵抗値とほとんど変わらない３０００Ω／ｃｍ^２前後に高く維持でき、噴霧パターン（噴霧の広がり角度等の噴霧形状）３００を所望のパターンに安定化させるため、効果的な集塵作用が得られる静電微粒化状態を創出することができる。
すなわち、図２に示される静電微粒化ノズル先端から噴出される噴霧パターン３００において、液柱Ｌが短く噴霧角度θが１２０度前後であることが好ましい。この噴霧パターンは、噴霧供給管（電極管）に印加される電圧、噴霧供給管中の流量、集塵板間隔等をパラメータとして変化するとともに、荷電イオン化液が液滴となった場合に有するイオン化抵抗値で変化することが発明者の長年の研究により知見できた。
したがって、優れた集塵効果を発揮させる静電微粒化パターンが得るための噴霧供給管（電極管）に印加される電圧、噴霧供給管中の流量、集塵板間隔を決めた場合でも、供給される荷電イオン化液のイオン化抵抗値が低いと静電微粒化パターンにバラツキが生じ安定したパターンを得ることができなかった。すなわち、従来行われていた酸化剤を混入させた水により荷電イオン化液を作るような場合には、荷電イオン化液のイオン化抵抗値を高く維持できなくなるので、安定した静電微粒化パターンが得られなかった。
本発明では、電気伝導度が低いオゾン液が含まれた荷電イオン化混合液を使用する場合、荷電イオン化液の抵抗値を高く維持でき、その噴霧パターン３００の形状を所望のパターンに安定させて維持することができる。

集塵板２０１，２０２間は、下方より汚れたガスが流れ込む通路として構成されているので、ディーゼル発電機の排気ガス等の汚れたガス（ガスは６０℃程度まで減温されている）が通過すると、汚れたガス中に含まれた塵又はヒューム，ミストは、前記静電微粒化ノズル２０４から噴霧される静電微粒化パターン３００による霧状の荷電イオン化液により帯電し、形成された電界中を集塵板２０１，２０２に引きつけられて集塵板に捕捉されることで、オイルヒューム、撥水性のカーボン等を液滴中に吸収しスラリー（排水）として回収することできる。
この際、荷電イオン化液にオゾン液が混合された荷電イオン化混合液を静電微粒化すると、前記した最適な静電微粒化パターンと相俟って、噴霧粒子は集塵板間で有害物質に対してオゾン液による分子レベルでの酸化作用を助長し、核となって粒状物質及びガス状分子を容易に吸着・吸収することができる。
これによって、ナノ（ｎｍ）領域以下の有害物質の捕捉処理が可能となり、静電集塵装置の静電集塵室において大気汚染物質（ＣＯ_２，ＮＯ_ｘ及びＳＯ_ｘ，ばい塵，ヒューム，ミスト，ダイオキシン類，揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等）やウィルスについても捕捉効果を得ることができる。
特に、従前の静電集塵装置の構造では除去不可能であった二酸化炭素（ＣＯ_２）についても、静電微粒化された液滴により捕捉して除去することができる。

静電集塵装置の静電集塵室において、オゾン液が混合された荷電イオン化混合液を噴霧供給管から噴霧する噴霧液して使用して、下記の運転条件で静電集塵処理を行い、二酸化炭素（ＣＯ_２），窒素酸化物（ＮＯ_ｘ），硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ）を含む排気ガスの測定結果を図３〜図５に示す。

運転条件
（１）静電微粒化ノズルから噴霧される液滴のオゾン濃度： ０．２〜０．３５ｍｇ／ｌ
オゾン濃度は、静電微粒化ノズルから噴霧された液を採取して測定した。
（２）静電微粒化ノズルから噴霧される液滴の噴霧角度： ９０〜１４０度
（３）噴霧供給管（電極管）の電圧： −２８ｋＶ〜−３２ｋＶ
（４）噴霧静電微粒化ノズル１本当たりの流量： １０ｍｌ／分
（５）静電集塵室における噴霧供給管の総本数： ８８本
（６）集塵板間隔： ６０ｍｍ
（７）汚染ガスの速度： １ｍ／秒
汚染ガスは、下記型式のディーゼル発電機の排気ガスについて、減温スクラバーで６０℃に減温し、減温された汚染ガスが静電集塵装置の静電集塵室に流入するようにした。そして、静電集塵室のガスの入口及び大気に放出する出口で汚染ガス中の二酸化炭素（ＣＯ_２），窒素酸化物（ＮＯ_ｘ），硫黄酸化物濃度（ＳＯ_ｘ）の濃度をそれぞれ測定した。
型式：Ｄｅｎｙｏ製 ３ＴＮＥ６８
排気量：０．７８４Ｌ
使用燃料：Ａ重油 Ｓ分０．８％

図３は、オゾン濃度を０．２〜０．３５ｍｇ／ｌで変化させた荷電イオン化混合液を使用し、静電集塵室の入口及び出口での二酸化炭素濃度（ＣＯ_２）を入口ｐｐｍ，出口ｐｐｍとして測定し、その割合を削減率として算出したものである。いずれのオゾン濃度の測定においても４０％以上の削減率が確認できた。
図４は、オゾン濃度を０．２〜０．３５ｍｇ／ｌで変化させた荷電イオン化混合液を使用し、静電集塵室の入口及び出口での窒素酸化物濃度（ＮＯ_ｘ）を入口ｐｐｍ，出口ｐｐｍとして測定し、その割合を脱硝率として算出したものである。いずれのオゾン濃度の測定においても２０〜５０％以上の脱硝率が確認できた。
図５は、オゾン濃度を０．２〜０．３５ｍｇ／ｌで変化させた荷電イオン化混合液を使用し、静電集塵室の入口及び出口での硫黄酸化物濃度（ＳＯ_ｘ）を入口ｐｐｍ，出口ｐｐｍとして測定し、その割合を脱硫率として算出したものである。いずれのオゾン濃度の測定においても７５〜９０％の脱硫率が確認できた。

これらの測定結果から、オゾン液が混合された荷電イオン化混合液を静電微粒化して集塵処理を行った場合、従前の静電集塵装置では捕捉が不可能であった二酸化炭素（ＣＯ_２）の除去が可能となり、ナノ（ｎｍ）領域の有害物質が捕捉されていることが確認できた。
また、窒素酸化物濃度（ＮＯ_ｘ）及び硫黄酸化物濃度（ＳＯ_ｘ）についても確実に減少しているので、ナノ（ｎｍ）領域を含む広い範囲の大気汚染物質について、汚染ガス中から除去することができた。

本発明の静電集塵装置は、オゾンを溶解した荷電イオン化混合液を静電集塵装置の静電集塵室内で静電微粒化することにより、所望の静電微粒化状態を安定的に創出することで、静電集塵室を通過するガスに含まれたナノ領域の大気汚染物質（ＣＯ_２，ＮＯ_ｘ，ＳＯ_ｘ，ばい塵，ヒューム，ミスト，ダイオキシン類，揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等）を有効に捕捉することができ、静電集塵装置の高性能化が図れる。

本発明の静電集塵装置の一例を示す構成説明図である。 静電微粒化の噴霧パターンを示す説明図である。 オゾン液混合液を使用した静電微粒化による二酸化炭素（ＣＯ_２）の削減率等を示すグラフ図である。 オゾン液混合液を使用した静電微粒化による窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）の脱硝率等を示すグラフ図である。 オゾン液混合液を使用した静電微粒化による硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ）の脱硫率等を示すグラフ図である。

符号の説明

１ 筐体
３ 混合液循環供給ポンプ
１０ 液槽
１１ 蓋体
２０ 高電圧直流制御電源
２１ ケーブル
２２ 電極
３０ 液供給源
３１ 供給管
３２ 分配管
３６ 混合液吸引管
３７ 混合液供給管
３８ レリーフ弁
３９ 戻し配管
４０ 液放液器具
５０ オゾン液放液器具
５１ オゾン液生成機
６０ 液供給ポンプ
７０ 液面検知装置
８０ 貯留分岐槽
８２ 各段分岐ヘッダー
１００ 荷電イオン化液供給装置
２００ 静電集塵室
２０１，２０２ 集塵板
２０３ 噴霧供給管
２０４ 静電微粒化ノズル
３００ 静電微粒化パターン

Claims (1)

1. 静電集塵室内に配置された一対の集塵板と、前記集塵板間に配置され内部に荷電イオン化液が供給される電極管とを有し、前記電極管に設けた各静電微粒化ノズルから前記荷電イオン化液の液滴を噴霧して静電微粒化することで、前記集塵板間に流入された汚染ガスに対して集塵処理を行う静電集塵装置であって、
   前記静電微粒化される荷電イオン化液は、水等の液とオゾン液とを混合して高抵抗値を維持した混合液に対して直流高電圧を印加して荷電した荷電イオン化混合液である
   ことを特徴とする静電集塵装置。

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