JP2022154007A - Electric dust collector and operation method thereof - Google Patents

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幸洋 長谷川
Yukihiro Hasegawa
政春 竹脇
Masaharu Takewaki
尚之 岡田
Naoyuki Okada
丈晴 阿部
Takeharu Abe
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Abstract

To provide an electric dust collector which is a wet type, and can further enhancing a power saving effect while maintaining dust collection efficiency during an operation by intermittent charge.SOLUTION: An electric dust collector 10 comprises: an electric dust collector main body 1; a power source 2 which has, as a switching element, an insulation gate bipolar transistor (IGBT); an intermittent charge control unit 3; and a dust density meter 4 for measuring dust density of an exhaust gas discharged from the electric dust controller main body 1. The intermittent charge control unit 3 outputs a signal for instructing change of a combination of charge time and non-charge time, to a power source 2 so that the dust density of the exhaust gas measured by the dust density meter 4, is in a prescribed range of density.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気集塵装置、及び、電気集塵装置の運転方法に関する。本発明は、より詳しくは、省電力を図る手段として間欠荷電による荷電を行う湿式の電気集塵装置、及び、その運転方法に関する。 The present invention relates to an electrostatic precipitator and an operating method of the electrostatic precipitator. More specifically, the present invention relates to a wet-type electrostatic precipitator that performs charging by intermittent charging as means for saving power, and a method of operating the same.

従来、アルミニウム精錬排ガス処理等の廃棄物焼却プロセスにおいて発生する排ガスから、有害なダストを捕集する目的で、湿式の電気集塵装置が広く用いられている(特許文献1~3参照)。 Conventionally, wet type electrostatic precipitators have been widely used for the purpose of collecting harmful dust from exhaust gas generated in waste incineration processes such as aluminum refining exhaust gas treatment (see Patent Documents 1 to 3).

このような湿式の電気集塵装置において、重金属を含むダストの集塵効率を高める一般的な手法としては、集塵極と放電極との電圧、即ち、放電極に対する印加電圧を一定電圧以上(一例として70kV以上)の高電圧とする手法が知られている。そして、このような高電圧での運転における省電力を図る手段として、処理対象とする排ガスのダスト濃度が一時的に低下した場合には、放電極への印加を連続荷電から間欠荷電に切り替える運転方法が実施されている(特許文献4参照)。 In such a wet type electrostatic precipitator, as a general technique for improving the dust collection efficiency of dust containing heavy metals, the voltage between the dust collection electrode and the discharge electrode, that is, the voltage applied to the discharge electrode is increased to a certain voltage or more ( As an example, a method of applying a high voltage of 70 kV or higher is known. Then, as a means for saving power in such high-voltage operation, when the dust concentration of the exhaust gas to be treated temporarily decreases, the application to the discharge electrode is switched from continuous charging to intermittent charging. A method has been implemented (see U.S. Pat.

上記の間欠荷電による運転方法によれば、湿式の電気集塵装置において、集塵効率を概ね維持したまま、省電力による節電効果を享受することができる。但し、間欠荷電による運転方法においては、処理対象とする排ガスのダスト濃度が何らかの理由で急増した場合には、集塵効率が許容範囲を超えて低下してしまうリスクもあった。 According to the operation method by intermittent charging described above, in the wet type electrostatic precipitator, the power saving effect can be enjoyed while maintaining the dust collection efficiency substantially. However, in the intermittent charging operation method, if the dust concentration in the exhaust gas to be treated suddenly increases for some reason, there is a risk that the dust collection efficiency will drop beyond the allowable range.

このため、従来、湿式の電気集塵装置の運転においては、上記リスクを回避するために、間欠荷電による運転時の荷電時間と非荷電時間の組合せについて、安全幅を加味して荷電時間を十分に長くした組合せが設定されていた。そして、これに対して、湿式の電気集塵装置の運転方法について、間欠荷電による運転時の荷電時間と非荷電時間の組合せの最適化を更に進めて省電力効果を更に向上させることが求められていた。 For this reason, conventionally, in the operation of wet type electrostatic precipitators, in order to avoid the above-mentioned risk, the charging time is sufficiently long in consideration of the safety margin for the combination of the charging time and the non-charging time during operation by intermittent charging. A lengthened combination was set for On the other hand, regarding the operation method of the wet type electrostatic precipitator, it is required to further optimize the combination of the charging time and the non-charging time during operation by intermittent charging to further improve the power saving effect. was

特開2007-196159号公報JP 2007-196159 A 特開2002-119889号公報JP-A-2002-119889 特公平6-91965号公報Japanese Patent Publication No. 6-91965 特開2020-11208号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-11208

本発明は、湿式の電気集塵機において、間欠荷電による運転時に、集塵効率を維持したまま、省電力効果を更に向上させることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to further improve the power saving effect while maintaining the dust collection efficiency during operation by intermittent charging in a wet type electrostatic precipitator.

本発明者は、間欠荷電を行う電気集塵装置の電源をスイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を備える電源(以下、「IGBT方式の電源」とも言う)とし、これと併せて、排出ガスのダスト濃度を電源の動作にフィードバックして、荷電時間と非荷電時間の組合せの変更を制御することにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。尚、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)とは、入力部にMOSFET、出力部にバイポーラトランジスタを用いてなるパワースイッチング素子のことを言う。 The inventor of the present invention uses a power supply for an electrostatic precipitator that performs intermittent charging as a power supply that includes an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switching element (hereinafter also referred to as an "IGBT power supply"). The inventors have found that the above problems can be solved by feeding back the dust concentration of the power supply to the operation of the power supply to control the change in the combination of the charging time and the non-charging time, and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following. An insulated gate bipolar transistor (IGBT) is a power switching element that uses a MOSFET for an input section and a bipolar transistor for an output section.

(1) 電気集塵機本体と、スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を備える電源と、間欠荷電制御装置と、前記電気集塵機本体から排出される排出ガスのダスト濃度を測定するダスト濃度計と、を備え、前記間欠荷電制御装置は、前記ダスト濃度計によって測定された前記排出ガスのダスト濃度が所定の濃度範囲内に止まるように、前記電源に対して、荷電時間と非荷電時間の組合せの変更を指示する信号を出力する、電気集塵装置。 (1) an electric dust collector main body, a power supply including an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switching element, an intermittent charging control device, and a dust concentration meter for measuring the dust concentration of the exhaust gas discharged from the electric dust collector main body; wherein the intermittent charging control device provides the power source with a combination of charging and non-charging times so that the dust concentration of the exhaust gas measured by the dust concentration meter remains within a predetermined concentration range. An electrostatic precipitator that outputs a signal indicating a change.

(1)の発明によれば、間欠荷電を行う電気集塵機において、集塵効率を維持したまま、省電力効果を更に引き上げることができる。 According to the invention of (1), in an electric dust collector that performs intermittent charging, the power saving effect can be further enhanced while maintaining the dust collection efficiency.

(2) 荷電時間と非荷電時間の前記組合せの変更幅の最小単位10m秒以下である、(1)に記載の電気集塵装置の運転方法。 (2) The method of operating an electrostatic precipitator according to (1), wherein the minimum unit of change in the combination of the charging time and the non-charging time is 10 msec or less.

(2)の発明によれば、従来広く用いられていたサイリスタ方式の電源によっては、実現不可能であった極めて短い時間単位での荷電時間と非荷電時間の前記組合せの制御を行うことにより、(1)の発明の奏する効果を更に優れた効果として享受することができる。 According to the invention of (2), by controlling the combination of the charging time and the non-charging time in extremely short time units, which could not be realized by the thyristor type power supply widely used in the past, The effect produced by the invention of (1) can be enjoyed as a more excellent effect.

(3) 電気集塵装置の運転方法であって、前記電気集塵装置は、電気集塵機本体と、スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を備える電源と、間欠荷電制御装置と、排出ガスのダスト濃度を測定するダスト濃度計と、を備え、前記ダスト濃度計によって測定された前記排出ガスのダスト濃度の変動に応じた適切な荷電時間と非荷電時間の組合せを、前記間欠荷電制御装置によって前記電源に指示することにより、前記電気集塵装置の運転中に、前記荷電時間と非荷電時間の組合せを変更する、電気集塵装置の運転方法。 (3) A method of operating an electrostatic precipitator, wherein the electrostatic precipitator includes an electrostatic precipitator main body, a power supply having an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switching element, an intermittent charging control device, and an exhaust gas. and a dust concentration meter for measuring dust concentration, and the intermittent charging control device determines an appropriate combination of charging time and non-charging time according to fluctuations in the dust concentration of the exhaust gas measured by the dust concentration meter. A method of operating an electrostatic precipitator, wherein the combination of the charging time and the non-charging time is changed during operation of the electrostatic precipitator by instructing the power supply.

(3)の発明によれば、荷電時間と非荷電時間の組合せを、装置の運転を停止させずに、運転を継続したまま適切に切り替えることにより、間欠荷電を行う電気集塵機において、集塵効率を維持したまま、省電力効果を更に引き上げることができる。 According to the invention of (3), the combination of the charging time and the non-charging time is appropriately switched while the operation of the device is continued without stopping the operation, so that the dust collection efficiency is improved in the electrostatic precipitator that performs intermittent charging. while maintaining the power saving effect.

(4) 荷電時間と非荷電時間の前記組合せの変更幅の最小単位10m秒以下である、(3)に記載の電気集塵装置の運転方法。 (4) The method of operating an electrostatic precipitator according to (3), wherein the minimum unit of change in the combination of the charging time and the non-charging time is 10 msec or less.

(4)の発明によれば、従来広く用いられていたサイリスタ方式の電源によっては、実現不可能であった極めて短い時間単位での荷電時間と非荷電時間の前記組合せの制御を行うことにより、(3)の発明の奏する効果を更に優れた効果として享受することができる。 According to the invention of (4), by controlling the combination of the charging time and the non-charging time in extremely short time units, which could not be realized by the thyristor type power supply widely used in the past, The effect produced by the invention of (3) can be enjoyed as a more excellent effect.

本発明によれば、湿式の電気集塵機において、間欠荷電による運転時に、集塵効率を維持したまま、省電力効果を更に向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a wet-type electrostatic precipitator can further improve the power saving effect while maintaining the dust collection efficiency at the time of operation by intermittent charging.

本発明の電気集塵装置の構成を模式的に示す正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a front view which shows typically the structure of the electrostatic precipitator of this invention. 本発明の電気集塵装置用の断面図である。図2(A)及び図2(B)は、相互に略直角の別々の方向からみた断面図である。It is a sectional view for electric precipitators of the present invention. 2(A) and 2(B) are cross-sectional views viewed from different directions substantially perpendicular to each other. 本発明の電気集塵装置の電源の電力変換回路の回路構成を示す等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing the circuit configuration of the power conversion circuit of the power source of the electrostatic precipitator of the present invention;

<電気集塵装置>
本発明の実施形態の一つである電気集塵装置10は、各種の排ガス中に微粒子として含有される有害なダストを捕集する湿式の電気集塵装置である。そして、この電気集塵装置10は、図1に示す通り、電気集塵機本体1と、IGBT方式の電源2、間欠荷電制御装置3、及び、ダスト濃度計4を含む構成からなる「電源制御システム」によって構成されている。
<Electric Precipitator>
An electrostatic precipitator 10, which is one embodiment of the present invention, is a wet electrostatic precipitator that collects harmful dust contained as fine particles in various types of exhaust gas. As shown in FIG. 1, the electrostatic precipitator 10 includes an electrostatic precipitator main body 1, an IGBT power source 2, an intermittent charging control device 3, and a dust concentration meter 4. It is composed by

電気集塵装置10を構成する上述の「電源制御システム」は、ダスト濃度計4によって測定された処理済みの排ガスのダスト濃度に係る情報を、間欠荷電制御装置3の動作に反映させることによって、電気集塵装置10の運転中において、間欠荷電を行うIGBT方式の電源2の動作を制御する。 The above-mentioned "power supply control system" that constitutes the electrostatic precipitator 10 reflects the information on the dust concentration of the treated exhaust gas measured by the dust concentration meter 4 in the operation of the intermittent charging control device 3, During the operation of the electrostatic precipitator 10, the operation of the IGBT power source 2 that performs intermittent charging is controlled.

[電気集塵機本体]
電気集塵装置10を構成する電気集塵機本体1は、図2に示すように、上部ケーシング11、側部ケーシングとしても機能する集塵極12、下部ケーシング13、及び、架構14を含んで構成されている。上部ケーシング11、集塵極12、及び、下部ケーシング13が、上方からその順番で組合されることによって、電気集塵機本体1の筺体が構成されている。又、電気集塵機本体1の筺体は、通常、架構14により、地上から所定距離だけ上方に離間して設置されている。
[Electric dust collector body]
As shown in FIG. 2, the electrostatic precipitator body 1 that constitutes the electrostatic precipitator 10 includes an upper casing 11, a dust collection electrode 12 that also functions as a side casing, a lower casing 13, and a frame 14. ing. The upper casing 11, the dust collecting electrode 12, and the lower casing 13 are combined in that order from above to form a housing of the electrostatic precipitator main body 1. As shown in FIG. Also, the housing of the electrostatic precipitator main body 1 is usually installed at a predetermined distance above the ground by a frame 14 .

電気集塵機本体1の筺体内部には、図2に示すように、上部グリッド121、集塵極12、下部グリッド122、電極ロッド123、放電線124、ウェイト125が設けられている。上部グリッド121、集塵極12、及び、下部グリッド122は、上方から、その順番で相互に所定距離だけ離間して、水平方向に相互に略平行となるように配設されている。又、電気集塵機本体1の筺体内部には、その他に、集塵極12に付着したダストを洗い流すためのスプレーノズル及び洗浄用配管が設けられている。 Inside the housing of the electrostatic precipitator main body 1, as shown in FIG. The upper grid 121, the dust collecting electrode 12, and the lower grid 122 are arranged in that order from above, separated from each other by a predetermined distance, and substantially parallel to each other in the horizontal direction. In addition, inside the housing of the main body 1 of the electric dust collector, a spray nozzle and a washing pipe are provided for washing away dust adhering to the dust collection electrode 12 .

尚、電気集塵機本体1の筺体の材質の好ましい一例として、導電性のFRP(Fiber Reinforced Plastic)を挙げることができる。電気集塵装置10で処理される排ガスには、有害なダストの他に、例えばフッ酸や亜硫酸ガス等のいわゆる腐食性物質を含有する場合がある。このため、近年では、電気集塵装置のケーシングや集塵極等の接ガス部分を構成する材料として、従来の金属材料に替わって導電性の繊維強化プラスチックが採用されている。FRPを採用することで、主に耐食性を強化し、尚且つ、高耐食性金属材料よりも安価に製作することが可能になっている。 A preferable example of the material of the casing of the electrostatic precipitator main body 1 is conductive FRP (Fiber Reinforced Plastic). Exhaust gas treated by the electrostatic precipitator 10 may contain so-called corrosive substances such as hydrofluoric acid and sulfurous acid gas in addition to harmful dust. For this reason, in recent years, conductive fiber-reinforced plastics have been adopted in place of conventional metal materials as materials for forming gas-contacting parts such as casings and dust collecting electrodes of electrostatic precipitators. By adopting FRP, corrosion resistance is mainly enhanced, and it is possible to manufacture at a lower cost than highly corrosion-resistant metal materials.

[電源制御システム]
スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を備える電源2、間欠荷電制御装置3、及び、ダスト濃度計4と含んで構成される「電源制御システム」は、ダスト濃度計4によって測定された電気集塵機本体1から排出される排ガスのダスト濃度を、間欠荷電制御装置3にフィードバックし、予め設定したダスト濃度の閾値を目標値として、間欠荷電を行う電源2における荷電時間と非荷電時間の組合せを制御する。
[Power control system]
A power supply 2 having an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switching element, an intermittent charging control device 3, and a "power supply control system" comprising a dust concentration meter 4 is an electrostatic precipitator measured by the dust concentration meter 4. The dust concentration of the exhaust gas discharged from the main body 1 is fed back to the intermittent charging control device 3, and the combination of the charging time and the non-charging time in the power supply 2 that performs intermittent charging is controlled using a preset dust concentration threshold value as a target value. do.

上記制御を実行するために、「電源制御システム」は、電気集塵装置10の運転中にダスト濃度計4によって上記のダスト濃度をリアルタイムで測定する。そして、間欠荷電制御装置3が、上記の排出ガスのダスト濃度が、予め設定された所定の濃度範囲内に止まるように、電源2に対して、荷電時間と非荷電時間の組合せの変更を指示する信号を適宜出力する。 In order to execute the above control, the "power supply control system" measures the above dust concentration in real time with the dust concentration meter 4 while the electrostatic precipitator 10 is in operation. Then, the intermittent charging control device 3 instructs the power supply 2 to change the combination of the charging time and the non-charging time so that the dust concentration of the exhaust gas stays within a predetermined concentration range set in advance. output a signal to

(電源)
「電源制御システム」を構成する電源2は、スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を備える直流高電圧電源である。この電源2は、一例として、図2に示す通り、直流高電圧発生部2A及び直流高電圧入力部2Bを含んで構成される。電気集塵機本体1の放電極を構成する電極ロッド123には、この電源2から、負極の直流高電圧が印加される。
(power supply)
A power supply 2 that constitutes the "power supply control system" is a DC high voltage power supply that includes an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switching element. As an example, the power supply 2 includes a DC high voltage generating section 2A and a DC high voltage input section 2B, as shown in FIG. A high negative DC voltage is applied from the power supply 2 to the electrode rod 123 constituting the discharge electrode of the electrostatic precipitator main body 1 .

直流高電圧発生部2Aにおいては、交流電源(図2においては図示せず。図3における交流電源25)から供給される交流電圧に、昇圧、及び、整流等の一連の処理が実行されることにより得られる高電圧の直流を出力する。 In the DC high voltage generator 2A, a series of processes such as boosting and rectification are performed on the AC voltage supplied from the AC power supply (not shown in FIG. 2, AC power supply 25 in FIG. 3). Outputs a high voltage direct current obtained by

図3は、電源2を構成する電力変換回路の等価回路を示す。同図に示す通り、電力変換回路C1は、入力側から出力側に向けて、交流電源25、入力側整流器24、スイッチング素子23、変圧器22、出力側整流器21が順次接続されている。そして、電力変換回路C1においては、スイッチング素子23は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)とされている。 FIG. 3 shows an equivalent circuit of a power conversion circuit that constitutes the power supply 2. As shown in FIG. As shown in the figure, in the power conversion circuit C1, an AC power supply 25, an input-side rectifier 24, a switching element 23, a transformer 22, and an output-side rectifier 21 are sequentially connected from the input side to the output side. In the power conversion circuit C1, the switching element 23 is an insulated gate bipolar transistor (IGBT).

又、電力変換回路C1には、例えば、電気集塵機本体1に投入されるガス中の微粒子濃度が一定濃度以下となった場合等に、電気集塵機本体1に対する荷電方式を、連続荷電から間欠荷電に切り替える荷電方式切り替え手段(図示せず)も設置されている。 Further, in the power conversion circuit C1, for example, when the concentration of fine particles in the gas introduced into the main body 1 of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body 1 of the main body of the main body of the main body of the main body 1 of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body, for example, when the concentration of fine particles in the gas supplied to the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of the main body of being below a certain level, etc. A switching charging scheme switching means (not shown) is also provided.

そして、図3に示すように、電力変換回路C1には、更に、間欠荷電による運転中において、電気集塵機本体1から排出される処理済みの排ガスのダスト濃度に応じて、電源2の動作を制御する間欠荷電制御装置3が設置されている。 As shown in FIG. 3, the power conversion circuit C1 further controls the operation of the power supply 2 according to the dust concentration of the treated exhaust gas discharged from the electrostatic precipitator main body 1 during operation by intermittent charging. An intermittent charging control device 3 is installed.

(間欠荷電制御装置)
間欠荷電制御装置3は、上記の通り、排ガスのダスト濃度に応じて、「IGBT方式の電源」である電源2における荷電時間と非荷電時間の組合せを制御する機能を備える情報処理装置によって構成することができる。
(Intermittent charging control device)
As described above, the intermittent charging control device 3 is configured by an information processing device having a function of controlling the combination of the charging time and the non-charging time in the power source 2, which is an "IGBT type power source", according to the dust concentration of the exhaust gas. be able to.

荷電時間と非荷電時間の組合せにかかる上記の電源の動作の制御は、具体的には、ダスト濃度計4によって測定された上記の排出ガスのダスト濃度を入力値とし、この入力値と予め設定した基準値との差が閾値を超えた場合に、電源2に対して、荷電時間と非荷電時間の組合せの変更を指示する信号を出力することによって行うことができる。間欠荷電制御装置3は、例えば、既存の電気集塵装置に設置されている汎用的な「電気集塵機本体用の制御盤」に、必要な改良を施して、上記機能を付加することによっても構成することができる。 Specifically, the control of the operation of the power supply for the combination of the charging time and the non-charging time is performed by using the dust concentration of the exhaust gas measured by the dust concentration meter 4 as an input value and presetting this input value. This can be done by outputting to the power supply 2 a signal instructing to change the combination of the charging time and the non-charging time when the difference from the reference value obtained exceeds the threshold. The intermittent charging control device 3 can also be configured, for example, by adding the above functions by making necessary improvements to a general-purpose "control panel for the main body of an electrostatic precipitator" installed in an existing electrostatic precipitator. can do.

[電気集塵装置の動作]
上述した構成からなる電気集塵装置10の基本動作及び運転方法について説明する。電気集塵装置10においては、直流高電圧発生部2A(図2)から発生された負極の直流高電圧が、直流高電圧入力部2B(図2)を介して、直流高電圧として放電極(電極ロッド123及び放電線124)に印加される。そして、直流高電圧の値が上昇すると、放電極と、その周囲を囲む集塵極12の「室」の各側面との間に負コロナ放電が発生し、その結果、放電極から、集塵極12の「室」の各側面の各々に向かう方向に負イオンが移行すると共に、同方向にイオン風が発生する。
[Operation of electrostatic precipitator]
The basic operation and operating method of the electrostatic precipitator 10 having the above configuration will be described. In the electrostatic precipitator 10, the DC high voltage of the negative electrode generated from the DC high voltage generating section 2A (FIG. 2) is passed through the DC high voltage input section 2B (FIG. 2) as a DC high voltage to the discharge electrode ( applied to the electrode rod 123 and the discharge wire 124). Then, when the value of the DC high voltage rises, a negative corona discharge is generated between the discharge electrode and each side of the "chamber" of the dust collection electrode 12 surrounding it, and as a result, dust is discharged from the discharge electrode. Negative ions migrate in a direction toward each side of the "chamber" of pole 12 and an ionic wind is generated in the same direction.

このように、電気集塵装置10では、集塵極12の周辺空間がイオン空間になる。従って、図2に示すように、ミストやダスト等の微粒子を含む処理対象の排ガスG1が、電気集塵装置の筺体の下部に供給されて、集塵極12の周辺空間を流通すると、負イオンの衝突により微粒子が帯電する。帯電した微粒子は、集塵極12の側面に付着する。このようにして、処理対象の排ガスG1から上記微粒子が除去される。微粒子が除去された処理済みの排ガスG2は、電気集塵装置10の筺体の上部から排出される。 Thus, in the electrostatic precipitator 10, the space around the dust collection electrode 12 becomes an ion space. Therefore, as shown in FIG. 2, when the exhaust gas G1 to be treated containing fine particles such as mist and dust is supplied to the lower part of the casing of the electrostatic precipitator and flows through the space around the dust collection electrode 12, negative ions The fine particles are charged by the collision of the particles. The charged fine particles adhere to the side surfaces of the dust collection electrode 12 . In this manner, the fine particles are removed from the exhaust gas G1 to be treated. The treated exhaust gas G2 from which fine particles have been removed is discharged from the upper portion of the housing of the electrostatic precipitator 10 .

そして、電気集塵装置10は、処理対象の排ガス中のダスト濃度が一定濃度以下となった場合に、電気集塵機本体1に対する荷電方式を、連続荷電から間欠荷電に切り替える運転方法によって運転される。 The electrostatic precipitator 10 is operated by switching the charging method for the electrostatic precipitator main body 1 from continuous charging to intermittent charging when the dust concentration in the exhaust gas to be treated falls below a certain concentration.

(間欠荷電の制御)
電気集塵装置10において、間欠荷電による運転が行われる場合、スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を備える電源2、間欠荷電制御装置3、及び、ダスト濃度計4を含んで構成される「電源制御システム」によって、間欠荷電を行う電源2における荷電時間と非荷電時間の組合せが適宜適切な組合せとなるように制御される。
(Control of intermittent charging)
[ The power supply control system controls the combination of the charging time and the non-charging time in the power supply 2 that performs intermittent charging so as to be an appropriate combination.

ここで、従来広く採用されていたサイリスタ方式の電源においては、荷電時間と非荷電時間の組合せの設定が、サイリスタ方式の特性上、それぞれの時間を20m秒、40m秒、60m秒というように20m秒の倍数での設定に限られていた。又、それらの設定値は電気集塵装置の運転開始前に予め設定をする必要があり、運転中における上記組合せの時間変更は不可能であった。 Here, in the thyristor-type power supply that has been widely used in the past, the setting of the combination of the charging time and the non-charging time is 20 ms, such as 20 ms, 40 ms, and 60 ms, due to the characteristics of the thyristor method. It was limited to setting in multiples of seconds. In addition, these set values must be set in advance before starting the operation of the electrostatic precipitator, and it is impossible to change the above combinations during operation.

これに対して、電源2として、「IGBT方式の電源」を備える電気集塵装置10においては、高周波でIGBT方式のスイッチング素子が動作しているため、荷電時間と非荷電時間の組合せの変更幅の最小単位10m秒以下とすることが容易に実現可能であり、又、1m秒単位での荷電時間と非荷電時間の組合せの設定も可能である。又、運転中の設定時間の変更も、同様に1m秒単位の任意の時間単位で自由に設定して行うことができる。 On the other hand, in the electrostatic precipitator 10 provided with an "IGBT power supply" as the power supply 2, the switching element of the IGBT system operates at a high frequency. can easily be set to a minimum unit of 10 msec or less, and it is also possible to set a combination of the charging time and the non-charging time in 1 msec units. Similarly, the set time during operation can be freely set in arbitrary time units of 1 ms.

従って、「IGBT方式の電源」である電源2と、電気集塵機本体1から排出される処理済みの排ガスのダスト濃度に応じて、電源2の動作を制御する間欠荷電制御装置3との組合せによれば、電気集塵装置10の間欠荷電による運転中に、荷電時間と非荷電時間の組合せを、他の構成ではなし得ない極めて高い自由度と迅速さで、より適切な組合せに変更することできる。このようにして、電気集塵装置10においては、このような「電源制御システム」の動作により、所定のダスト濃度許容範囲内で、最大限の省エネ効果が実現される。 Therefore, the combination of the power supply 2, which is an "IGBT type power supply", and the intermittent charging control device 3 that controls the operation of the power supply 2 according to the dust concentration of the treated exhaust gas discharged from the main body 1 of the electrostatic precipitator, For example, during operation of the electrostatic precipitator 10 by intermittent charging, the combination of charging time and non-charging time can be changed to a more appropriate combination with extremely high degree of freedom and speed that cannot be achieved with other configurations. . Thus, in the electrostatic precipitator 10, the operation of the "power control system" realizes the maximum energy saving effect within a predetermined allowable dust concentration range.

以下、試験操業による実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples of test operations, but the present invention is not limited to the following examples.

(比較例:サイリスタ方式電源)
図2に示す構造からなる電気集塵機本体と、サイリスタ方式の電源とを備える電気集塵装置において8時間の試験操業を行い、連続荷電と間欠荷電の切り替えによる消費電力の変動を確認した。この電気集塵装置において、連続荷電時の排出ガスの平均ダスト濃度は、10mg/Nmであり、消費電力量は、591kWhであった。
(Comparative example: Thyristor power supply)
An electrostatic precipitator comprising an electrostatic precipitator body having the structure shown in FIG. 2 and a thyristor-type power supply was operated for 8 hours, and fluctuations in power consumption due to switching between continuous charging and intermittent charging were confirmed. In this electrostatic precipitator, the average dust concentration in the exhaust gas during continuous charging was 10 mg/Nm 3 and the power consumption was 591 kWh.

続いて、サイリスタ方式の電源を備える上記の電気集塵装置において間欠荷電による8時間の試験操業を行った。この際、荷電時間と非荷電時間の組合せの設定は、荷電時間100m秒と非荷電時間80m秒との固定された組合せとした。この試験操業においては、平均ダスト濃度は、10mg/Nm(8hr平均)に維持したまま、消費電力量を403kWhにまで低減させることができた(表1参照)。 Subsequently, a test operation was performed for 8 hours by intermittent charging in the above electrostatic precipitator equipped with a thyristor power source. At this time, the combination of charging time and non-charging time was set to a fixed combination of 100 msec charging time and 80 msec non-charging time. In this test run, the power consumption was able to be reduced to 403 kWh while maintaining the average dust concentration at 10 mg/Nm 3 (8hr average) (see Table 1).

(実施例:IGBT方式電源)
上記比較例と同様の構成からなる電気集塵機本体と、IGBT方式の電源とを備える電気集塵装置において、荷電時間と非荷電時間の組合せを排出ガスのダスト濃度をリアルタイムでフィードバックして制御することにより、運転中の平均ダスト濃度を10mg/Nm以下に維持した。その際の消費電力は、296kWhにまで低減させることができた(表1参照)。
(Example: IGBT power supply)
In an electrostatic precipitator comprising an electrostatic precipitator body having the same configuration as the comparative example and an IGBT power source, the combination of charging time and non-charging time is controlled by feeding back the dust concentration of the exhaust gas in real time. maintained an average dust concentration of 10 mg/Nm 3 or less during operation. The power consumption at that time was able to be reduced to 296 kWh (see Table 1).

Figure 2022154007000002
Figure 2022154007000002

上記表1の試験結果より、本発明が、湿式の電気集塵機において、間欠荷電による運転時に、集塵効率を維持したまま、省電力効果を更に向上させることができるものでることが分かる。
From the test results in Table 1 above, it can be seen that the present invention can further improve the power saving effect while maintaining the dust collection efficiency during intermittent charging operation in a wet type electrostatic precipitator.

1 電気集塵機本体
11 上部ケーシング
12 集塵極(側部ケーシング)
13 下部ケーシング
14 架構
121 上部グリッド
122 下部グリッド
123 電極ロッド
124 放電線
125 ウェイト
2 電源
2A 直流高電圧発生部
2B 直流高電圧入力部
3 間欠荷電制御装置
4 ダスト濃度計
10 電気集塵装置
21 出力側整流器
22 変圧器
23 スイッチング素子(IGBT)
24 入力側整流器
25 交流電源
C1 電力変換回路
G1 処理対象の排ガス
G2 処理済みの排ガス
1 Electric Dust Collector Main Body 11 Upper Casing 12 Dust Collection Electrode (Side Casing)
13 Lower casing 14 Frame 121 Upper grid 122 Lower grid 123 Electrode rod 124 Discharge wire 125 Weight 2 Power source 2A DC high voltage generator 2B DC high voltage input 3 Intermittent charging control device 4 Dust concentration meter 10 Electric dust collector 21 Output side Rectifier 22 Transformer 23 Switching element (IGBT)
24 Input-side rectifier 25 AC power supply C1 Power conversion circuit G1 Exhaust gas to be treated G2 Exhaust gas after treatment

Claims (4)

電気集塵機本体と、
スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を備える電源と、
間欠荷電制御装置と、
前記電気集塵機本体から排出される排出ガスのダスト濃度を測定するダスト濃度計と、を備え、
前記間欠荷電制御装置は、前記ダスト濃度計によって測定された前記排出ガスのダスト濃度が所定の濃度範囲内に止まるように、前記電源に対して、荷電時間と非荷電時間の組合せの変更を指示する信号を出力する、
電気集塵装置。
an electric dust collector body;
a power supply comprising an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switching element;
an intermittent charging controller;
a dust concentration meter that measures the dust concentration of the exhaust gas discharged from the electrostatic precipitator main body,
The intermittent charging control device instructs the power source to change the combination of charging time and non-charging time so that the dust concentration of the exhaust gas measured by the dust concentration meter remains within a predetermined concentration range. output a signal to
Electrostatic precipitator.
荷電時間と非荷電時間の前記組合せの変更幅の最小単位10m秒以下である、
請求項1に記載の電気集塵装置の運転方法。
The minimum unit of the change width of the combination of the charging time and the non-charging time is 10 ms or less,
A method of operating the electrostatic precipitator according to claim 1.
電気集塵装置の運転方法であって、
前記電気集塵装置は、
電気集塵機本体と、
スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を備える電源と、
間欠荷電制御装置と、
排出ガスのダスト濃度を測定するダスト濃度計と、を備え、
前記ダスト濃度計によって測定された前記排出ガスのダスト濃度の変動に応じた適切な荷電時間と非荷電時間の組合せを、前記間欠荷電制御装置によって前記電源に指示することにより、前記電気集塵装置の運転中に、前記荷電時間と非荷電時間の組合せを変更する、
電気集塵装置の運転方法。
A method for operating an electrostatic precipitator,
The electrostatic precipitator,
an electric dust collector body;
a power supply comprising an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switching element;
an intermittent charging controller;
a dust densitometer that measures the dust concentration of the exhaust gas,
The electrostatic precipitator is controlled by instructing the power supply by the intermittent charging control device to select an appropriate combination of charging time and non-charging time according to fluctuations in the dust concentration of the exhaust gas measured by the dust concentration meter. changing the combination of charging and uncharging times during operation of
A method of operating an electrostatic precipitator.
荷電時間と非荷電時間の前記組合せの変更幅の最小単位10m秒以下である、
請求項3に記載の電気集塵装置の運転方法。
The minimum unit of the change width of the combination of the charging time and the non-charging time is 10 ms or less,
A method of operating the electrostatic precipitator according to claim 3.
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