JPH01151956A - 電気集じん装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気集じん装置に係り、特に、捕集性に優れ
コスト低減を図るに好適な電気集じん装置に関する。

〔従来の技術〕

電気集じん装置（以下ＥＰと略す）はボイラや各種燃焼
炉から排出されるダストの除去用として広く採用されて
いる。その代表的なＥＰ主要部の電極構成は、−例とし
て静電気ハンドブック（オーム礼服、Ｐ４７５）より引
用すると、第４図に示すように放電極支持枠４に支持さ
れた多数の放電極１と、該放電極１とは所定間隔をもっ
て対設された集じん極２とから成っている。実機ＥＰは
これら電極群がガス流方向に３〜４室に分けて設置され
る。放電極支持枠４に直流負極の高電圧を印加し、集じ
ん極２を正極（接地極）にすると両電極間にコロナ放電
が生起し、このコロナ放電場を通過する排ガス中のダス
トは負イオンの衝突によって帯電され、クーロン力によ
って集じん極２へ捕集される。

放電極ｌと集じん極２との間隔は狭いほど、ガス中のダ
ストの集じん極へ向う距離が短くなるのでダストの捕集
率は高くなるが、安定荷電を行うには経験的におのずと
その間隔が定まり、集じん極間隔は２５０ｍないしは３
００ｍに定着している。しかし、特殊な場合として集じ
ん極間隔が４００ｍｇを越える広幅電極の採用もある。

一方、放電極間隔は集じん極間隔に応じて定められ、集
じん極間隔が狭いと狭く、広いと広く配設される。

第２図は、放電極１と集じん極２の配列および放電極１
と集じん極２間の電気力線を表わす平面図である。放電
極の間隔をＰ、集じん極の間隔をＤとするとＰ／Ｄと集
じん極単位面積当りの電流密度の関係は第３図に示すよ
うになる。印加電圧が一定の条件のもとでは、Ｐ／Ｄが
０．６〜０．８附近において前記電流密度が最高となる
。すなわち、最大の放電電流が流れ、Ｐ／Ｄがそれより
小さくても大きくても放電電流は減少する。Ｐ／Ｄが０
．５より小さい場合には放電極とその左右隣りの放電極
との電界の干渉作用による放電電流抑制が生じ、一方、
Ｐ／Ｄが１．０を超えると、集じん極面に対して全面に
わたる放電を成し得ない部分、すなわち、互いに隣接す
る放電極からの距離がほぼ等しい位置の集じん極の電流
密度が低くなるため放電電流が減少するのである。これ
らの現象はすでに知られており、この結果に基づいて現
在使用されているＥＰの放電極間隔は、例えば集じん極
間隔が３００ｍｍでは２００ＩＩＩ１１前後が用いられ
ている。

しかしながら、ばいじん排出規制の強化によりＥＰの高
性能化が要求され、更には小形化、省エネルギー化や低
コスト化など市場のニーズは幅広く求められている。特
にＥＰは捕集性は優れているが他のバクフィルタやサイ
クロンなどの機械式集じん機に比ベコストが高いのが唯
一の欠点である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、ＥＰの捕集機構をダストの帯電作用と
集じん作用に分けて考えると、集じん極単位面積当りの
電流密度の最大点でダストへの帯電作用は必ずしも最大
ではなく、ＥＰの高性能化及び低コスト化について配慮
がなされていないという問題点があった。

本発明の目的は、前記の集じん極単位面積当りの電流密
度とダストへの帯電作用の関係を考慮して、ダストに高
密度の電荷を与え捕集性を優れコスト低減が図れるＥＰ
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

互いに平行配置された平板の集じん極と、該集じん極の
中間に該集じん極と平行に、かつ、所定間隔をもって互
いに平行に配列された複数の放電極とを有する電気集じ
ん装置において、前記放電極の間隔を前記集じん極の間
隔より広くしたことを特徴とする電気集じん装置により
、上記問題は解決される。

〔作用〕

ＥＰの原理は、前記の従来の技術の項で述べているが、
放電極支持枠に直流負極の高電圧を印加し、集じん極を
正極（接地極）にすると、放電極と集じん極の間にコロ
ナ放電が生起し、このコロナ放電場を通過する排ガス中
のダストは負イオンの衝突によって帯電され、クーロン
力によって集じん極に捕集される。

いま、ＥＰの消費電力を一定として、そのＥＰに設けら
れた放電極の間隔を従来用いられている集じん極間隔の
０．７倍程度から本発明のように放電数を減じて集じん
極間隔と同等もしくはそれ以上としても、放電極１本当
りの放電電力が増加して、ＥＰのダストの捕集率は、従
来のものとほぼ等しく維持できることを実験により確認
した。

この理由は、放電極の間隔を広くした場合、互いに隣接
する放電極から距離がほぼ等しい位置の集じん極面に弱
い電界強度の部分が生じてその部分のダスト捕集性能が
低下したとしても、各放電極近傍には放電極１本当りの
放電電力の増加により、より高い電界が生起してダスト
により高密度の電荷を与え、また放電極に近い集じん極
面により強い電界強度の部分が生じて、その部分のダス
ト捕集性能が向上するため、前記のダスト捕集性能を補
っているものと推察される。

なお、ＥＰの集じん性能評価は、ＥＰへ荷電される消費
電力で通常表わされる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第５図〜第７図によ
り説明する。第１図はＥＰの電極構成を表わす平面図で
ある。１は放電極、２は集じん極、３は放電極１と集じ
ん極間の電気力線である。放電極の形状は高濃度ダスト
においても放電電流を十分に流しうろことが必要である
。そのためには、放電極に所定のコロナ発生部を有する
突起付や針材線を用いるのが、本発明方式を実施するの
に効果的である。放電極の形状の一例を静電気ハンドブ
ック（オーム礼服、Ｐ４７８）より引用すると第５図に
示すような各種の形状があり、このうち本発明方式には
いわゆる突起付あるいは針材の電極である。（ｃ）、（
ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｉ）または（ｊ）等が好まし
い。

ＥＰの定格容量における放電電力は、通常１１Ｗ／ｒｎ
’程度で運転されるが、もしも、放電電流が流れにくい
放電極を用いると、所定の放電電力に達するまでに火花
放電に至り、十分な集じん性能を発揮できない現像を呈
することになる。

以下、実験用ＥＰを用いて行った実験のデータに基づい
て実施例を説明する。実験用ＥＰは集じん極間隔を３０
０ａａ、ダクト数を１ダクトとし、放電極は突起付線を
用いた。処理風量は６００ｒ＆／ｈ、北東じん面積は２
３．２ｒｒｒ／ｒｒｒ／Ｓである。供試ダストは、サブ
ミクロン粒子を対象にして、半自動溶接機により発生さ
れたヒユームを用いた。ヒユームを運ぶガスは大気とし
、湿度の影響をなくすためにガス温度を４０℃一定とし
た。この時のヒユームの電気抵抗は３Ｘ１０１０Ω−１
である。

第６図は、放電極間隔Ｐと集じん極間隔りとの比Ｐ／Ｄ
と放電極１本当りの放電電力の関係を示す図である。実
験条件はＥＰへ供給する放電電力を一定とした。この結
果Ｐ／Ｄが大きくなるほど放電極１本当りの放電電力は
大きくなっている。

このように放電極間隔Ｐを大きくして、放電極１本当り
の放電電力、すなわち電界強度を高くすると、電界強度
に比例した電荷量をダストへ与えることができる。

第７図は、ＥＰへ供給する放電電カ一定条件におけるＰ
／Ｄと集じん率の関係を示す。Ｐ／Ｄが０．５から１．
５までは集じん率はほとんど変りないが、Ｐ／Ｄが２で
はやや低下する傾向にある。

すなわち、実用的にはＰ／Ｄが１．５までは十分使用で
きることを明らかにした。このように、従来用いられて
いるＰ／Ｄの０．７の約２倍に当る１、５でも同等の集
じん率を維持できる理由は次のように考えられる。粒子
の帯電量ｑは電界強度Ｅに比例し、さらに帯電粒子を集
じん極へ運ぶ力は（ＩＥで表わされる。すなわち、集じ
ん極へ向う粒子速度ω＝ＫＥ２となり（Ｋは定数）、電
界強度の２乗に比例する。したがって、第１図に示した
ように広い放電極間隔にすると、放電極と放電極の中間
附近に位置する集じん極面上の弱い電界強度の部分が生
じてその部分のダストの捕集性能が低下したとしても、
放電極近傍に位置する集じん極面上の強い電界強度の部
分の捕集性能が向上して前記の低下分を補っているもの
と推察される。

以上のようにこの実験によりＰ／Ｄを従来の０．８から
本発明の１．５に変えたとしても、従来と同等の捕集性
能を維持できることを明らかにし、放電極の数を従来よ
り約半減することが可能であることを確認した。本実験
では、放電極形状は突起付のほかの針材線で実施しても
変りはなく、ノまた放電電力を変えても本発明の効果を
発揮できることを確認した。この成果を例えば火力発電
用ボイラに用いられる実機ＥＰに適用した場合、このＥ
Ｐはボイラ１本当り１５℃長の放電極が数千本配列され
ているので、約半減する放電極の加工。

取付けなどを考慮すると大巾なコスト低減となりその効
果は非常に大きい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＥＰへ供給する放電電力を従来のＥＰ
と同じとし放電極間隔を従来より広くし、すなわち、集
じん極間隔と同等もしくはそれ以上とし、放電極１本当
りの放電電力を増加して、放電極はその近傍に高電界を
生起し、その高電界を通過するダストに従来より高密度
の電荷を与え、集じん極はそのダストを捕集することに
より、従来のＥＰとほぼ同等の捕集性能を維持できる。

したがって、同一性能としても従来のＥＰよりも放電極
の数を減することができ、放電極の加工、据付のコスト
低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＥＰの電極構成を示す平面図、第
２図は放電極と集じん極の配列を示す平面図、第３図は
放電極間隔Ｐと集じ元種間隔りとの比Ｐ／Ｄに対する放
電電流の関係を示す図、第４図はＥＰの電極主要部を示
す斜視図、第５図は各種放電極の形状を示す図、第６図
はＰ／Ｄと放電極１本当りの放電電力の関係を示す図及
び第７図はＰ／Ｄと集じん率の関係を示す図である。 茅　１０ 竿２図 ’４　３　口 経 ’１０　　（−） ＊５（２） ｋ’Ｔｆｆ　ｆｌｌｋ　　　’−ｐｒ入５／ＩＦ　　％
１ＮｆＭＬ％Ｔｎ円絹　χ乃グ任０ゲド　　　　　　　
　ロヴＶ第　６　（２） 茅　７ｍ Ｐ／４）（−ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに平行配置された平板の集じん極と、該集じん
   極の中間に該集じん極と平行に、かつ、所定間隔をもつ
   て互いに平行に配列された複数の放電極とを有する電気
   集じん装置において、前記放電極の間隔を前記集じん極
   の間隔より広くしたことを特徴とする電気集じん装置。 ２、前記放電極のコロナ発生部が、先端の尖つた突起に
   より構成されていることを特徴とする特許請求範囲第１
   項記載の電気集じん装置。