JP7139120B2 - 電気集塵装置 - Google Patents
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Description
η=1-exp(-w×f)・・・(1)
特に、ガス中に含まれるダストは、所定の粒径分布を有しているため、比較的小さい粒径のダストは上述のようなイオン風の巻き戻しによる影響が大きく、捕集効率が上がらないおそれがある。
第1集塵部のガス流れ方向の下流側に、開口を有する第2集塵極を有する第2集塵部を配置した。第2集塵極の開口を介して、第2放電極との間で生じるイオン風の一部を通過させることで、第2集塵極でイオン風が反転して離反する流れ(巻き戻し)を抑制する。これにより、イオン風によって比較的小さなダストでも第2集塵極の近傍まで導くことができ、第2集塵極の近傍ではクーロン力によって捕集することができる。よって、第1集塵部で捕集できなかった比較的小さなダストを下流側の第2集塵部で捕集することができる。
このように、粒径分布を有するダストのうち比較的大きなダストを捕集することに適した第1集塵部と、比較的小さなダストを捕集することに適した第2集塵部とを組み合わせることで、所定の粒径分布を有するダストであっても効果的に捕集することができる。
第2集塵極としては、例えば、所定間隔をおいて配列された円筒等の柱状体や、複数の開口を形成した平板ないし折板、金属メッシュなどが挙げられる。
開口率αは、等価直径をd、集塵極の中心間ピッチをPcとすると、以下のように表される。
α={1-((d×3.14÷2)÷Pc)}×100 [%]
注状体の横断面の等価直径を30mm以上とした。等価直径を小さくすると電界集中が大きくなり集塵性は高まる。しかし、等価直径が小さくなりすぎると、集塵に必要な電流を確保したままでは電界強度のピーク値が大きくなり火花放電が生じる。このため、等価直径としての下限は30mmである。
柱状体の横断面の等価直径を80mm以下とした。等価直径が大きくなりすぎると、集塵極近傍における電界強度の持ち上がりが殆どなくなり、平板電極の平均電界強度程度になってしまう。また、等価直径が大きいとガス流れに対して渦を発生させてしまう。このため、等価直径としての上限は80mmである。
等価直径とは、所定形状の横断面と等価な円形の直径を意味する。したがって、横断面が円形の場合は、その直径に相当する。
柱状体としては、例えば円形断面とされたパイプ形状の部材が挙げられる。ただし、横断面形状としては、円形以外には、長円形、楕円形、多角形などが用いられる。また、集塵極としては中空だけでなく中実としても良い。
放電極5Aは、取付基材7Aと、複数のコロナ放電部8Aとを有している。取付基材7Aは、導電性を有する材質からなる棒状または板状の部材である。取付基材7Aは、対面する平板集塵極4Aに対して平行に配置されている。
パイプ集塵極4Bは、複数のパイプ部材4Baが所定間隔を有してガス流れGの流通方向に並べられた離散式集塵極とされている。したがって、パイプ集塵極4Bは、開口を有するように設けられている。各パイプ部材4Baは、剛性を有する金属製とされている。各パイプ部材4Baは、軸線がガス流れGに対して直交するように上下方向(紙面垂直方向)に向けて配置されている。ガス流れG方向に並んだ各パイプ部材4Ba同士は、共通の枠体を用いてそれぞれを固定されている。
α={1-((d×3.14÷2)÷Pc)}×100 [%]
ここで、dはパイプ部材4Ba,4Caの等価直径である。等価直径とは、所定形状の横断面と等価な(同一面積を有する)円形の直径を意味する。したがって、本実施形態のようにパイプ部材4Ba,4Caの横断面が円形の場合は、その直径に相当する。
開口率αは、10%以上70%以下とされている。その根拠については、後に図8を用いて説明する。
パイプ集塵極4B,4Cの横断面の等価直径dを30mm以上とした理由は以下の通りである。等価直径dを小さくすると電界集中が大きくなり集塵性は高まる。しかし、等価直径dが小さくなりすぎると、図4に示すように、集塵に必要な電流密度(例えば0.3mA/m2)を確保したままでは電界強度のピーク値が大きくなり火花電界強度の10kV/cmを超えて火花放電が生じる。このため、等価直径dとしての下限は30mmである。
なお、図5の縦軸は平均電界強度とされており、パイプ集塵極4B,4Cの表面積で平均化した電界強度である。この平均電界強度は、図4の縦軸のピーク電界強度とは異なる。ピーク電界強度は、パイプ集塵極4B,4Cの表面のうち最も電界強度が高い位置における電界強度である。
なお、ダストの集塵極4A,4B,4Cからの除去方法は、槌打装置を用いた槌打に限定されない。例えば、集塵極4A,4B,4Cに捕集されたダストに対しガスを吹き付ける方法、又は、ソニック・ホーンを用いて音波を照射する方法によって、ダストを集塵極4A,4B,4Cから除去してもよい。また、湿式の電気集塵装置で行われている洗浄液による洗浄によって、集塵極4A,4B,4Cから粒子状物質を除去してもよい。
電気集塵装置1では、放電極5A,5B,5Cに電圧を印加することで、コロナ放電部8A,8B,8Cの先端でコロナ放電が発生する。ガス流れGに含まれるダストは、コロナ放電により帯電される。
平板集塵部AのEP効率は、ガス流れGの上流側では多くの比較的大きなダストを捕集するので良好な捕集効率を示すが、ガス流れGの下流側に行くに従い比較的小さなダストが相対的に多くなるので捕集効率が頭打ちになる。
パイプ集塵部B、CのEP効率は、上流側では比較的大きなダストが多く存在するので、平板集塵部Aほど良好ではない。しかし、ガス流れGの下流側に行くに従い比較的小さなダストが相対的に多くなるので、平板集塵部Aよりも良好なEP効率を示す。
したがって、電気集塵装置1の全体的なEP効率は、一点鎖線で示すように、ガス流れGの上流側および下流側で良好な値を示す。
ガス流れGの上流側に、開口を有しない板状とされた平板集塵極4Aを有する平板集塵部Aを配置することによって、ガス中に含まれるダストのうち比較的大きなものを捕集する。また、平板集塵極4Aは開口を有しないので集塵面積が大きくなり多くのダストを捕集できる。
平板集塵部Aのガス流れG方向の下流側に、開口を有するパイプ集塵極4B,4Cを有するパイプ集塵部B,Cを配置した。パイプ集塵極4B,4Cの開口を介して、放電極5B,5Cとの間で生じるイオン風の一部を通過させることで、パイプ集塵極4B,4Cでイオン風が反転して離反する流れ(巻き戻し)を抑制する。これにより、イオン風によって比較的小さなダストでもパイプ集塵極4B,4Cの近傍まで導くことができ、パイプ集塵極4B,4Cの近傍ではクーロン力によって捕集することができる。よって、平板集塵部Aで捕集できなかった比較的小さなダストを下流側のパイプ集塵部B,Cで捕集することができる。
このように、粒径分布を有するダストのうち比較的大きなダストを捕集することに適した平板集塵部Aと、比較的小さなダストを捕集することに適したパイプ集塵部B,Cとを組み合わせることで、所定の粒径分布を有するダストであっても効果的に捕集することができる。
2 ケーシング
4A 平板集塵極
4B,4C パイプ集塵極
4Ba,4Ca パイプ部材
5A,5B,5C 放電極
6A,6B,6C 電源
7A,7B,7C 取付基材
8A,8B,8C コロナ放電部
A 平板集塵部(第1集塵部)
B 上流側パイプ集塵部(第2集塵部)
C 下流側パイプ集塵部(第2集塵部)
α 開口率
d 等価直径
Claims (3)
- ガス流れ方向に沿って設けられ、開口を有しない板状とされた第1集塵極と、該第1集塵極に対して並列に配置された第1放電極とを有する第1集塵部と、
該第1集塵部のガス流れ方向の下流側に配置され、開口を有する第2集塵極と、該第2集塵極に対して並列に配置された第2放電極とを有する第2集塵部と、
を備え、
前記第2放電極は、前記開口に対向するように配置され、かつ、前記ガス流れ方向に直交する方向において前記開口に向かって突出している電気集塵装置。 - 前記第2集塵極の開口率が、10%以上70%以下とされている請求項1に記載の電気集塵装置。
- 前記第2集塵極は、前記ガス流れ方向に所定の間隔をあけて配置された複数の柱状体とされ、
前記柱状体の横断面の等価直径は、30mm以上80mm以下とされている請求項1又は2に記載の電気集塵装置。
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