JP2687268B2 - 乾式電気集塵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、粉塵等が多量に発生
する工場などでその粉塵を除去するために使用する乾式
電気集塵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に乾式電気集塵装置は、集塵をする
ガスの組成，量，温度，湿度，流速や除去する塵埃の
量，粒子径，粒度分布，固有抵抗によって部屋の構造や
容量及び高圧電源の容量が決定される。さらに空間電
荷，火花放電，逆電離などの電気集塵装置特有の現象が
あり、これらを考慮した部屋の構成も必要となる。

【０００３】従来の乾式電気集塵装置の１例を図２に示
す。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。１
はマイナスの高電圧を加えるピアノ線より形成される放
電極、２は短冊状鋼板により形成されプラス接地される
集塵極である。放電極１に高電圧を加えることで放電極
１と集塵極２の間には強力な電界が形成され、コロナ放
電を起こしてマイナスのイオンを発生する。３は第１の
部屋であり多数の放電極１と集塵極２が交互に配置され
ている。４は第２の部屋、５ａは第３の部屋、６ａは第
４の部屋、７ａは第５の部屋でありそれぞれ第１の部屋
３と同様に放電極１と集塵極２を有する。

【０００４】８は放電極１に高電圧を加える高圧電源、
９ａは高圧電源８を制御する自動電圧制御部、１０は集
塵した塵埃を運び出す塵埃回収輸送機、１１は放電極１
と集塵極２から槌打ちによりたたき落とされた塵埃を塵
埃回収輸送機１０に導くホッパである。１２は集塵処理
をする塵埃を大量に含んだガスを導入する入口煙道、１
３は集塵をして塵埃の減少したガスを排出する出口煙道
である。第１の部屋３と第２の部屋４では放電極１と集
塵極２の各々の電極間が２５０mm、第３の部屋５ａ〜第
５の部屋７ａでは放電極１と集塵極１の各々の電極間が
４００mmである。

【０００５】各部屋では、自動電圧制御部９ａで制御さ
れた高圧電源８により放電極１に電圧を加え、コロナ放
電をできるだけ発生させ入口煙道１２より取り込んだガ
ス中の塵埃をマイナスに帯電させる。マイナスに帯電し
た塵埃はプラスの電極である集塵極２に引き寄せられ集
塵極２上に堆積する。放電極１に印加する電圧は、第１
の部屋３は６４ＫＶ，第２の部屋４は６１．５ＫＶ，第
３の部屋５ａは８１ＫＶ，第４の部屋６ａは８１ＫＶ，
第５の部屋７ａは７９ＫＶである。この時の電流は、第
１の部屋３では３７０ｍＡ，第２の部屋４では６２０ｍ
Ａ，第３の部屋５ａでは６７０ｍＡ，第４の部屋６ａで
は１１５０ｍＡ，第５の部屋７ａは１６００ｍＡであ
る。

【０００６】入口煙道１２に取り込まれたガスは第１の
部屋３から第２，第３，第４の各部屋を経て第５の部屋
７ａを通り抜ける間に上記現象による脱塵を繰り返し、
出口煙道１３より排出される。一方、電極上に堆積した
塵埃は、槌打装置（図示せず）が定期的に各電極をたた
くことにより落下し、ホッパ１１に導かれ塵埃回収輸送
機１０により回収され排出される。放電極および集塵極
の槌打は、各部屋の塵埃濃度に応じて高圧電源８から供
給される最大の電圧および電流が放電極に安定して荷電
されるように槌打スケジュールを設定する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の乾式電気集塵機
は以上のように構成されていたので、処理するガス温度
が１００℃以上になると、特有の現象が顕著に現れてく
る。まず、第１の部屋３と第２の部屋４では、火花放電
現象が発生する。この現象は、一般に、集塵するガスの
塵埃濃度が高いとき、放電極１と集塵極２の両電極間に
遊離する塵埃とイオンの密度が増す空間電荷現象によっ
て、印加電圧が上昇して起こる。そしてこの現象は、ガ
ス温度がさらに上昇すると、ガス粘度および塵埃の固有
抵抗値の増加でさらに増長される。

【０００８】一方、第３の部屋５ａ〜第５の部屋７ａで
は、逆電離現象が発生する。この現象は、塵埃の固有抵
抗値が５×１０¹⁰Ω・ｃｍ 以上になったとき、この高
い抵抗値の塵埃が集塵極２に堆積して、塵埃の表面と集
塵極２の間で放電が起こるために発生する。この放電に
より発生するプラスイオンが塵埃の帯電に必要なマイナ
スイオンと既に帯電している塵埃とを中和するため、正
常な帯電および集塵作用が阻害せれるものである。

【０００９】このような現象を引き起こす主な要因は、
各部屋での塵埃の固有抵抗値が、集塵のプロセスによっ
て変化するためと考えられる。すなわち、従来の乾式電
気集塵機は、前述したように、集塵しやすい塵埃を前段
の部屋から集塵していくようになっているため、後段の
部屋に行くほど残っている塵埃の見かけ比重は軽く、微
粒子となり、さらに固有抵抗値も高くなっている。そし
て、この状態で処理ガス温度が上昇すると、固有抵抗値
も相対的に上昇し、火花放電現象や逆電離現象が発生
し、さらに第４の部屋６ａ，第５の部屋７ａでは逆電離
現象が局部的なものから部屋全体の現象へと拡大され
る。

【００１０】すなわち、処理ガス温度が９７℃と１００
℃以下のときは、その処理ガスが含んでいる７０ｇ／Ｎ
ｍ³ の塵埃を、この乾式電気集塵機で集塵処理をする事
により、０．０２２ｇ／Ｎｍ³ にすることができるが、
処理ガス温度が１００℃を越え１０７℃になったとき
は、含んでいる７０ｇ／Ｎｍ³ の塵埃量は通常基準値で
ある０．０５ｇ／Ｎｍ³ に近づくようになる。

【００１１】従来は、上記対策として装置内ガス温度や
湿度の管理により対処することも行われてきたが、プロ
セスの温度変化によって温度制御が追いつかず逆電離現
象を抑えることは難しかった。そこでこの問題を解決す
るためにさらに温度を下げたり各区の荷電強化を実施す
ることも試みられたが、その対策のコストに比較して発
塵低下効果が少なかった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の電気集塵装置
は、第１の集塵部は放電極に電圧を印加するとともに槌
打ちを行なうように制御し、第２の集塵部は放電極に印
加する電圧を第１の集塵部より集塵作用が強くなるよう
に制御するとともに槌打ちを行うように制御する。ま
た、第３の集塵部は、放電極と集塵極の間が第２の集塵
部より広く配置され、放電極に印加する電圧は必要最小
限度値のコロナ放電を発生させ逆電離現象を起こさない
ように制御し、第４の集塵部では放電極に印加する電圧
はコロナ放電を抑制し火花開始電圧の近傍に制御して集
塵する。

【００１３】

【作用】第１の集塵部と第２の集塵部では、塵埃に対す
る帯電と帯電した塵埃の集塵を行い、第３の集塵部では
塵埃に対する帯電を必要最小限度として塵埃の集塵を行
い、第４の集塵部ではコロナ放電や火花現象を抑え、塵
埃に対する帯電は行わずに集塵を行う。

【００１４】

【実施例】以下本発明の１実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の乾式電気集塵装置の１実施例を示し
た側面図である。５は放電極１に印加する電圧を逆電離
現象が起きないように制御する第３の部屋、６は放電極
１と集塵極２に対する槌打を行わない第４の部屋、７は
第４の部屋６と同じ構造の第５の部屋である。９は、各
部屋へ荷電する高圧電源８の電圧および電流の制御と槌
打動作の制御とを行う自動電圧制御装置と槌打制御装置
とからなる制御部である。他は、従来例の図２と同様で
ある。

【００１５】まず、第１の部屋３（第１の集塵部）で
は、入口煙道１２により導入されたガス中の塵埃を安定
して帯電および集塵するために、塵埃濃度に適したコロ
ナ放電をし、さらに放電極１の槌打頻度を調整して放電
特性の適正化を計る。つぎに、第２の部屋４（第２の集
塵部）では、第１の部屋３からのガスを取り込み、第１
の部屋３の帯電と集塵作用に加えて、さらに、間欠荷電
制御により効果的な塵埃の帯電と集塵を行う。適正なコ
ロナ放電によって発生するイオン数は、塵埃を安定して
帯電および集塵することができ、また塵埃濃度の高い状
態で起こる空間電荷および火花放電現象などを抑制す
る。

【００１６】そして、第１の部屋３と第２の部屋４と
も、槌打装置（図示せず）で集塵極２をたたくことによ
り集塵極２上に堆積した塵埃を落下させる。落下した塵
埃はホッパ１１に導かれダスト回収輸送機１０で排出さ
れる。また、放電極１の脱塵も同様にして行う。

【００１７】ここで、第２の部屋４からでるガスは、逆
電離現象が起こりやすい固有抵抗値の塵埃を含んでいる
状態なので、このガスの集塵を行うためには、逆電離現
象を抑制するとともに、より集塵効率を高くする必要が
ある。このため、第３の部屋５（第３の集塵部）では、
集塵極２の槌打を停止し、高圧電源８により間欠荷電制
御によって電圧を放電極１に印加し、必要最小限度値の
コロナ放電を発生させ、逆電離現象を抑制しながら第１
の部屋３と第２の部屋４で除去されていない塵埃を帯電
させて集塵極２に引き寄せる。

【００１８】一般に、集塵極２の塵埃堆積層が薄い状態
で逆電離現象が起こるので、槌打を停止することによ
り、塵埃堆積層は厚くしてこの現象を抑える。集塵極２
に堆積した塵埃は、一定の厚さ以上に成長するとその自
重で自然剥離して、ホッパ１１に落下し、排出される。

【００１９】第３の部屋５から出るガス中の塵埃は、す
でに逆電離現象を起こす高い固有抵抗値の塵埃である。
従って、この塵埃を集塵するためには逆電離現象を防止
するとともに第３の部屋５以上に集塵作用を高める必要
がある。そのため、第４の部屋６と第５の部屋７（第４
の集塵部）では、放電極１と集塵極２と共に堆積した塵
埃を槌打装置でたたき落とさずそのままとし、両極上に
塵埃を堆積させたままとしてコロナ放電を抑え、火花開
始電圧近くまで印加電圧を上昇させる。

【００２０】これにより、逆電離現象の原因ともなるコ
ロナ放電を起こすこと無く、高い電圧が得られるので、
第３の部屋５以上に高い電界強度で集塵作用を向上でき
る。つまり、第４の集塵部では、塵埃に対する帯電を行
わず、集塵だけを行うものである。また、集塵極２の槌
打を行わないことは、集塵極２での塵埃の静電凝集を促
進させることにもなり、見掛け比重の軽い微粒子の塵埃
が自然剥離して落下するときの再飛散を抑制できる。と
ころで、第４の部屋６と第５の部屋７からなる第４の集
塵部では、第３の部屋５と同様に、集塵極２上に堆積し
た塵埃は、一定の厚さに成長するとその自重で自然剥離
してホッパ１１へ落下し排出される。

【００２１】なお、第１の部屋３には５６ＫＶ，１５０
ｍＡ、第２の部屋４には４９ＫＶ，２００ｍＡ（間欠荷
電）、第３の部屋５には６２ＫＶ，１５０ｍＡ（間欠荷
電）、第４の部屋６には８０ＫＶ，１０ｍＡ、第５の部
屋７には８０ＫＶ，１０ｍＡの電圧および電流が印加さ
れる。また、この乾式電気集塵機では、温度が９７℃の
ガス中の７０ｇ／Ｎｍ³ の塵埃量を、０．００５ｇ／Ｎ
ｍ³ にすることが可能であり、ガスの温度が１０℃上昇
して１０７℃となっても、７０ｇ／Ｎｍ³ の塵埃量を
０．０１ｇ／Ｎｍ³ に減少させることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のことより本発明の乾式電気集塵装
置では、ガス温度の上昇などに基づく塵埃の固有抵抗の
上昇にともなう逆電離現象による集塵効果の低下を抑制
することが可能となり、固有抵抗の高い塵埃でも効率よ
く集塵を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の電気集塵装置の側面図であ
る。

【図２】（ａ）は従来の電気集塵装置の１例を示す側面
図、（ｂ）はその平面図である。

【符号の説明】

１ 放電極 ２ 集塵極 ３ 第１の部屋 ４ 第２の部屋 ５ 第３の部屋 ６ 第４の部屋 ７ 第５の部屋 ８ 高圧電源 ９ 制御部 １０ 塵埃回収輸送機 １１ ホッパ １２ 入口煙道 １３ 出口煙道

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塵埃を含んだガスが導入され、塵埃を帯
   電させるための必要最低限度のマイナスの高電圧が印加
   される放電極とこの放電極に対向して設置され帯電した
   塵埃を吸着する集塵極とを有し、塵埃が付着した放電極
   と集塵極が槌打ちされる第１の集塵部と、 前記第１の集塵部からのガスが導入され、前記放電極と
   集塵極を有し、この放電極への印加が前記第１の部屋よ
   り集塵作用を強くするように制御され、塵埃が付着した
   放電極と集塵極が槌打ちされる第２の集塵部と、 前記第２の集塵部からのガスが導入され、前記放電極と
   集塵極を有し、この放電極と集塵極の間が前記第２の集
   塵部より広く配置され、この放電極に必要最小限度値の
   コロナ放電を発生させ逆電離現象を抑える電圧が印加さ
   れる第３の集塵部と、 前記第３の集塵部からのガスが導入され、前記放電極と
   集塵極を有し、この放電極にコロナ放電を抑制し火花開
   始電圧の近傍に制御された高電圧を印加し集塵するよう
   にした第４の集塵部とから構成される乾式電気集塵装
   置。