JP2017170392A - 電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 密閉チャンバのケーシングの温度が低下して、密閉チャンバの内部を流通する排ガス中の硫酸分が結露するのを防止する。【解決手段】 入口絞りダクト９と出口絞りダクト１０とを有する密閉チャンバ２と、前記密閉チャンバ２の下部に設けられるホッパ２５と、を備えた電気集塵装置１において、前記密閉チャンバ２のケーシング３の表面を蒸気により加熱する加熱手段１７を設けたもの。前記加熱手段１７は、前記ケーシング３の表面に設けられる蒸気管１８と、該蒸気管１８に蒸気を供給する蒸気供給ライン１９と、蒸気供給ライン１９に蒸気を供給する蒸気供給源２０とからなる。【選択図】 図１

Description

本発明は、電気集塵装置に関し、特に、密閉チャンバのケーシングの腐食を防止する機能を備えた電気集塵装置に関する。

火力発電所においては、ボイラで石炭等の燃料を燃焼させることにより発生した排ガスを回収し、排ガス中に含まれる大気汚染物質（窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状物質（煤塵）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等）を取り除くために、排ガス系統に脱硝装置、電気集塵装置、脱硫装置等からなる排煙処理システムを設置している。

このような排煙処理システムに用いられる電気集塵装置は、例えば、入口絞りダクトと出口絞りダクトとを有する密閉チャンバと、密閉チェンバの上部に設けられる碍子室と、密閉チャンバの上部に設けられる放電極槌打装置と、密閉チャンバ内に設けられる板状の集塵極（接地極）と、密閉チャンバ内の集塵極間に設けられるとともに、碍子室内に設けられる碍子に接続される針状の放電極（負極）と、碍子室の上部に設けられる高圧変圧整流器と、密閉チャンバの下部に設けられるホッパと、密閉チャンバの側部に設けられる集塵極槌打装置とを備えている。

このような構成の排煙処理システムでボイラから排出された排ガス中に含まれる大気汚染物質を取り除くには、まず、ボイラから排出された排ガスを脱硝装置に導き、脱硝装置で排気ガス中に含まれる窒素酸化物を取り除く。次に、脱硝装置から排出された排ガスを電気集塵装置の密閉チャンバ内に導き、高圧変圧整流器により放電極に直流高圧電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、排ガス中に含まれる粒子状物質を帯電させて集塵極に衝突、捕集させることにより、排ガス中に含まれる粒子状物質を集塵極の表面に堆積させる。その後、集塵極に堆積させた粒子状物資を集塵極槌打装置による振動によって集塵極から分離させることにより、排ガス中に含まれる粒子状物質を密閉チャンバの下部のホッパに集める。そして、電気集塵装置から排出された排ガスを脱硫装置に導き、排ガス中に含まれる硫黄酸化物を取り除き、この後に、大気汚染物質の含まれていない排ガスを煙突から大気中に排出させる。

上記のような排煙処理システムに用いられる電気集塵装置は、碍子室が密閉チャンバの上部から上方に突出しているため、碍子室の内部と密閉チャンバの内部とに温度差が生じ、この温度差により、碍子室の内部で排ガス中の硫黄酸化物の硫酸分が結露し、この硫酸分によって碍子室の内部が腐食する問題が生じる。

このため、密閉チャンバの上部に蒸気を熱源とする加熱ヒータを設置し、この加熱ヒータの熱交換器にボイラから蒸気を導き、この蒸気を熱源として通風機からの掃気空気を熱交換器で所定の温度に加熱した後に碍子室内に導くことにより碍子室内を加熱し、碍子室内の排ガス中の硫酸分が結露するのを防止し、結露した硫酸分によって碍子室の内部が腐食するのを防止している。

また、密閉チャンバの内部を流通する排ガスは、入口絞りダクト側の温度が高く、出口絞りダクト側の温度が低くなる温度勾配があるため、密閉チャンバのケーシングの表面を保温材で覆うとともに、保温材の外側を外装板で覆うことにより、密閉チャンバの内部を流通する排ガスの温度が低下するのを防止し、排ガス中の硫黄酸化物の硫酸分が結露して、結露した硫酸分によって密閉チャンバのケーシングの内面に腐食が生じるのを防止している。

ところで、密閉チャンバのケーシングの表面を覆っている外装板や保温材が劣化すると、その劣化した部分を通じてケーシングに冷空気が作用し、ケーシングの温度を低下させることがあり、また、集塵極槌打装置の軸貫通部をシールしているパッキン類やマンホールをシールしているパッキン類が劣化すると、その劣化した部分を通じて密閉チャンバの内部に冷空気が流入し、ケーシングの温度を低下させることがある。

この場合、密閉チャンバの内部を流通する排ガス中の硫黄酸化物の硫酸分が結露し、結露した硫酸分によって密閉チャンバのケーシングの内面（特に、主柱部に対応する内面の部分）に腐食が生じ、ケーシングの減肉、穴あきを生じさせるおそれがある。

ところで、特許文献１には、ガスが流通する集塵部と、ガスが滞留するホッパ部とに生じる温度差を、電気集塵装置の処理ガスを使用して集塵部下部のガス滞留による温度低下を抑えることにより、集塵極部下部に硫酸腐食が生じるのを防止するように構成した技術が記載されている。

特許文献１に記載の技術を適用することにより、密閉チャンバの内部を流通する排ガスの温度勾配をある程度は抑制することができるが、経年変化により、密閉チャンバのケーシングの表面を覆っている外装板、保温材が劣化することによるケーシングの温度低下や、経年変化により、槌打装置の軸貫通部をシールしているパッキン類や、マンホールをシールしているパッキン類が劣化することによるケーシングの温度低下は避けることができない。

特開平２−５６２５９号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、経年変化により、密閉チャンバのケーシングの表面を覆っている外装板や保温材が劣化しても、或いは、槌打装置の軸貫通部をシールしているパッキン類や、マンホールをシールしているパッキン類が劣化しても、密閉チャンバのケーシングの温度が低下することがなく、密閉チャンバの内部を流通する排ガス中の硫黄酸化物の硫酸分が結露することのない電気集塵装置を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、入口絞りダクトと出口絞りダクトとを有する密閉チャンバと、前記密閉チャンバの下部に設けられるホッパと、を備えた電気集塵装置において、前記密閉チャンバのケーシングの表面を蒸気により加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする。

本発明の電気集塵装置によれば、加熱手段の蒸気によって密閉チャンバのケーシングの表面を加熱することにより、ケーシングの表面の温度が低下するのを防止することができ、密閉チャンバの内部を流通する排ガス中の硫酸分が結露するのを防止でき、結露した硫酸分によってケーシングの内面に減肉、穴あきが生じるのを防止できる。

また、本発明において、前記加熱手段は、前記ケーシングの表面に設けられる蒸気管と、該蒸気管に蒸気を供給する蒸気供給ラインと、蒸気供給ラインに蒸気を供給する蒸気供給源とからなることとしてもよい。

本発明の電気集塵装置によれば、蒸気供給源から蒸気供給ラインを介して蒸気管に蒸気を供給することにより、ケーシングの表面を加熱することができ、ケーシングの表面の温度が低下するのを防止できる。

また、本発明において、前記密閉チャンバの主柱部のケーシングの表面に前記蒸気管を設けたこととしてもよい。

本発明の電気集塵装置によれば、密閉チャンバの主柱部のケーシングの表面の温度が低下するのを防止でき、主柱部のケーシングの内面側に結露した硫酸分によって減肉、穴あきが生じるのを防止できる。

また、本発明において、前記蒸気供給源は、ボイラであり、前記蒸気供給ラインは、前記碍子室及び前記ホッパを加熱する加熱手段に前記ボイラから蒸気を供給する蒸気供給ラインを分岐させたものであることとしてもよい。

本発明の電気集塵装置によれば、加熱手段の蒸気供給源として、ボイラを使用することができるとともに、蒸気供給ラインとして、ボイラから碍子室及びホッパに蒸気を供給する蒸気供給ラインを使用することができるので、加熱手段の設置に要する費用を削減することができる。

また、本発明において、前記蒸気供給ラインの途中に自動調節弁を設けるとともに、前記ケーシングの表面側に温度検出器を設けて、該温度検出器が検出した前記ケーシングの表面側の温度に基づいて、前記自動調節弁を作動させることにより、前記蒸気供給ラインから前記蒸気管に供給される蒸気量を調節することとしてもよい。

本発明の電気集塵装置によれば、季節に関わらず、ケーシングの表面側を排ガス中に含まれる硫酸分が結露しない温度に保つことができる。

以上、説明したように、本発明の電気集塵装置によれば、密閉チャンバのケーシングの温度が低下するのを防止できるので、密閉チャンバの内部を流通する排ガス中の硫酸分が結露するのを確実に防止できる。従って、密閉チャンバのケーシングに硫酸分によって減肉、穴あきが生じるのを確実に防止できる。

本発明による電気集塵装置の一実施の形態の全体を示した斜視図である。 図１の部分拡大図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図２には、本発明の電気集塵装置の一実施の形態が示されている。
本実施の形態の電気集塵装置１は、例えば、火力発電所において、ボイラで石炭等の燃料を燃焼させることにより発生した排ガスを回収し、排ガス中に含まれる大気汚染物質（窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状物質（煤塵）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等）を取り除くために、排ガス系統に設置される脱硝装置、電気集塵装置、脱硫装置等からなる排煙処理システムの電気集塵装置に適用される。

電気集塵装置１は、図１に示すように、例えば、入口絞りダクト９と出口絞りダクト１０とを有する密閉チャンバ２と、密閉チャンバ２の上部に設けられる碍子室２２と、密閉チャンバ２の上部に設けられる放電極槌打装置２３と、密閉チャンバ２の内部に設けられる板状の集塵極（接地極）と、密閉チャンバ２の内部の集塵極間に設けられるとともに、碍子室２２の内部に設けられる碍子に接続される針状の放電極（負極）と、碍子室２２の上部に設けられる高圧変圧整流器２４と、密閉チャンバ２の下部に設けられるホッパ２５と、密閉チャンバ２の側部に設けられる集塵極槌打装置２６とを備えている。

密閉チャンバ２は、天井壁４と２枚の側壁５と前壁６と後壁７と底壁８とからなる箱形状のケーシング３を備え、前壁６に先細の入口絞ダクト９が設けられ、後壁７に先細の出口絞ダクト１０が設けられ、天井壁４に箱形状の碍子室２２が３箇所に設けられ、底壁８に先細のホッパ２５が４箇所に設けられている。

ケーシング３の天井壁４、側壁５、前壁６、後壁７、及び底壁８の表面は、図２に示すように、保温材１１で覆われるとともに、保温材１１の表面は外装板１２で覆われ、ケーシング３の表面が冷空気に直接に接触して、ケーシング３の表面の温度が低下するのを防止している。

両側壁部５の中央部及び両端部の３箇所には、外側に突出した状態の主柱部１３が側壁部５の全高に亘るようにそれぞれ設けられ、これらの主柱部１３が地盤上に立設されている架構の主柱によってそれぞれ支持されている。

各主柱部１３の下部には、密閉チャンバ２の内部に連通するマンホール１４がそれぞれ設けられるとともに、各マンホール１４には、各マンホール１４を開閉可能にマンホール蓋１５がそれぞれ設けられている。各主柱部１３のマンホール１４の下部には、集塵極槌打装置２６が集塵極を槌打可能にそれぞれ設けられている。

マンホール１４の開口周縁部とマンホール蓋１５との間はパッキン等のシール部材によってシールされている。集塵極槌打装置２６の主柱部１３の軸挿通部１６の内周面と集塵極槌打装置２６の軸２７との間はパッキン等のシール部材によってシールされている。

密閉チャンバ２の各主柱部１３は、図１及び図２に示すように、加熱手段１７によって加熱可能に構成されている。加熱手段１７としては、例えば、スチームトレース１７が挙げられる。スチームトレース１７は、各主柱部１３のケーシング３の表面と保温材１１との間に設けられる銅管等からなる蒸気管１８と、蒸気管１８に蒸気を供給する蒸気供給ライン１９と、蒸気供給ライン１９に蒸気を供給する蒸気供給源２０とから構成されている。

蒸気供給源２０としては、例えば、碍子室２２の内部を加熱するための加熱ヒータや、ホッパ２５を加熱するための加熱ヒータに蒸気を供給するボイラ２０であって、ボイラ２０から碍子室２２又はホッパ２５に蒸気を供給する蒸気供給ライン１９を分岐させ、この分岐させた蒸気供給ライン１９に主柱部１３に設けた蒸気管１８を接続する。

蒸気管１８の設置パターンとしては、例えば、図１に示すように、主柱部１３のケーシング３の表面側に１本の蒸気管１８を設置するパターン、主柱部１３のケーシング３の表面側に複数本の蒸気管１８を設置するパターン、１本の蒸気管１８をジグザグに屈曲させて設置するパターン等が挙げられる。

蒸気管１８に蒸気を導く蒸気供給ライン１９には、蒸気量を調節する自動調節弁（図示せず）が設けられるとともに、主柱部１３のケーシング３の表面側には、その部分の温度を検出する温度検出器（図示せず）が設けられ、温度検出器が検出した主柱部１３のケーシング３の表面側の温度に基づいて、自動調節弁が作動するように構成されている。温度検出器が検出した主柱部１３のケーシング３の表面側の温度に基づいて、蒸気管１８に導く蒸気量を調節することにより、蒸気管１８による主柱部１３のケーシング３の表面の加熱温度を調節することができる。これにより、季節に応じて蒸気管１８に最適な量の蒸気を導くことができるので、季節に関わらずに、主柱部１３のケーシング３の表面側の温度をケーシング３の内面側を流通する排ガス中の硫黄酸化物の硫酸分が結露しない温度に保つことができる。

そして、ボイラから排出された排ガス排煙処理システムの脱硝装置に導き、脱硝装置で排ガス中に含まれる窒素酸化物を取り除き、脱硝装置から排出された排ガスを電気集塵装置１の密閉チャンバ２の内部に導き、高圧変圧整流器２４により放電極に直流高圧電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、排ガス中に含まれる粒子状物質を帯電させて集塵極に衝突、捕集させることにより、排ガス中に含まれる粒子状物質を集塵極の表面に堆積させることができる。

また、集塵極に堆積させた粒子状物質を集塵極槌打装置２６による振動によって集塵極から分離させることにより、排ガス中に含まれる粒子状物質を密閉チャンバ２の下部のホッパ２５に集めることができる。

そして、電気集塵装置１から排出された排ガスを脱硫装置に導き、排ガス中に含まれる硫黄酸化物を取り除いた後に、煙突から大気中に排出させることにより、大気汚染物質が含まれていない排ガスを大気中に排出させることができる。

上記のように構成した本実施の形態の電気集塵装置１にあっては、密閉チャンバ２の主柱部１３のケーシング３の表面を加熱する加熱手段１７を設けて、ケーシング３の表面側の温度が低下するのを防止するように構成したので、経年変化によってケーシング３の表面側を覆っている保温材１１及び外装板１２が劣化して、劣化した部分から冷空気がケーシング３の表面に作用しても、或いは、集塵極槌打装置２６の軸挿通部１６をシールするパッキンやマンホール蓋１５をシールするパッキンが劣化して、劣化した部分から冷空気がケーシング３の内部に流入しても、主柱部１３のケーシング３の表面の温度が低下するようなことはなく、密閉チャンバ２の内部を流通する排ガス中の硫黄酸化物の硫酸分が結露することはない。従って、結露した硫酸分によって密閉チャンバ２のケーシング３の内面（特に、主柱部１３に対応する内面の部分）に腐食が生じるようなことはなく、ケーシング３に減肉、穴あきが生じるのを確実に防止することができる。

また、加熱手段１７の蒸気供給源２０として、碍子室２２の内部を加熱するための加熱ヒータや、ホッパ２５を加熱するための加熱ヒータに蒸気を供給するボイラ２０を利用して、ボイラ２０から碍子室２２又はホッパ２５に蒸気を供給する蒸気供給ライン１９を分岐させて、この分岐させた蒸気供給ライン１９に主柱部１３に設けた蒸気管１８を接続すればよいので、加熱手段１７の設置に要する費用を削減することができる。

また、温度検出器が検出した主柱部１３のケーシング３の表面側の温度に基づいて、自動調節弁が作動するように構成したことにより、季節に関わらずに、主柱部１３のケーシング３の表面側の温度をケーシング３の内面側を流通する排ガス中の硫黄酸化物の硫酸分が結露しない温度に保つことができ、ケーシング３の表面側の温度管理を容易に行うことができる。

なお、上記の説明においては、加熱手段１７の蒸気管１８を密閉チャンバ２の主柱部１３のケーシング３の表面側に設けたが、密閉チャンバ２のケーシング３の表面の全体に蒸気管１８を設けるように構成してもよい。

なお、上記の説明においては、本発明の電気集塵装置１を火力発電所の排煙処理システムの電気集塵装置に適用したが、その他の各種の排煙処理システムの電気集塵装置に本発明の電気集塵装置１を適用してもよい。

１ 電気集塵装置
２ 密閉チャンバ
３ ケーシング
４ 天井壁
５ 側壁
６ 前壁
７ 後壁
８ 底壁
９ 入口絞ダクト
１０ 出口絞ダクト
１１ 保温材
１２ 外装板
１３ 主柱部
１４ マンホール
１５ マンホール蓋
１６ 軸挿通部
１７ 加熱手段（スチームトレース）
１８ 蒸気管
１９ 蒸気供給ライン
２０ 蒸気供給源
２２ 碍子室
２３ 放電極槌打装置
２４ 高圧変圧整流器
２５ ホッパ
２６ 集塵極槌打装置
２７ 軸

Claims (5)

1. 入口絞りダクトと出口絞りダクトとを有する密閉チャンバと、前記密閉チャンバの下部に設けられるホッパと、を備えた電気集塵装置において、
   前記密閉チャンバのケーシングの表面を蒸気により加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする電気集塵装置。
2. 前記加熱手段は、前記ケーシングの表面に設けられる蒸気管と、該蒸気管に蒸気を供給する蒸気供給ラインと、蒸気供給ラインに蒸気を供給する蒸気供給源とからなることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置。
3. 前記密閉チャンバの主柱部のケーシングの表面に前記蒸気管を設けたことを特徴とする請求項２に記載の電気集塵装置。
4. 前記蒸気供給源は、ボイラであり、前記蒸気供給ラインは、前記碍子室及び前記ホッパを加熱する加熱手段に前記ボイラから蒸気を供給する蒸気供給ラインを分岐させたものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気集塵装置。
5. 前記蒸気供給ラインの途中に自動調節弁を設けるとともに、前記ケーシングの表面側に温度検出器を設けて、該温度検出器が検出した前記ケーシングの表面側の温度に基づいて、前記自動調節弁を作動させることにより、前記蒸気供給ラインから前記蒸気管に供給される蒸気量を調節することを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の電気集塵装置。

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