JPH03224646A

JPH03224646A - 集じん装置及びその集じん方法

Info

Publication number: JPH03224646A
Application number: JP2018931A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Tomimatsu; 一隆富松; Masayuki Nagata; 真之永田; Satoshi Kawamura; 河村　敏
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-10-03

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］本発明はガス中の粒子状物質を捕集、除しんする集じん
装置及びその集じん方法に関する。

［従来の技術］従来、ガス中の粒子状物質を捕集、除じんするにあたっ
ては、（１）機械的除じん装置（サイクロン、バグフィ
ルタ等）、（２）電気的除しん装置（電気集じん装置、
以下においてＥＰと称す）の２つの技術に大別される。

第９図に従来の機械的除しん装置の一列としてバグフィ
ルタの原理図を示す。粒子状物質を含んだガスは、ガス
人口２１よりバグフィルタ装置内に導入される。このガ
スは、装置内のフィルタ２２を通過する際に濾過されて
、清浄ガスとしてガス出口２３より排出される。この場
合、処理ガスの全量をフィルタ２２に通す必要があるの
で、圧損（圧力損失）が極めて大きくなり、大容量の送
風器２４が必要となる。このため、設備コスト、運転コ
ストが高くなる問題がある。しかし、その反面、フィル
タ２２のメツシュの大きさ以上の粒径の粒子状物質であ
れば、その物性に拘らず安定した集じん性が得られると
いう利点もある。

第１０図に従来の電気的除じん装置であるＥＰの原理図
を示す。粒子状物質を含んだガスは、ガス人口３１より
ＥＰ本体内に導入される。放電電極３６には電源装置３
５により高電圧が印加されており、放電電極３Ｂと集じ
ん電極３７の間に高電界が形成され、放電電極３６から
はコロナ放電が生じている。

これにより、集じん空間に導入された粒子状物質が電荷
を帯び、クーロン力によって集じん電極３７上に捕集さ
れ、清浄となったガスがガス出口３３より排出される。

ここで、ＥＰは、その集じん原理がクーロン力に依存さ
れているため、処理すべき粒子状物質の電気的物性値（
特に、電気抵抗）によって、その集じん性が変化する。

したがって、異種粒子状物質を同じ性能にて捕集する汎
用のサイジングは極めて困難になる。また、−度、集じ
ん電極３７に捕集した粒子状物質の再飛散を防止するた
めには、ＥＰ内流速を１　ｍ　／　ｓ程度に設計する必
要があり、装置容積が大きくなる。しかし、反面、上述
したバグフィルタ等の機械的除じん装置と比較すると、
圧損が極めて小さく、送風機３４に関して設備コスト、
運転コストとも低（できる利点がある。

［発明が解決しようとする課題］上記したように、バグフィルタとＥＰには、それぞれ一
長一短がある。そこで、バグフィルタとＥＰを組み合わ
せ、それぞれの短所を相互に補うことにより、コンパク
トで高効率な集じん装置が要求される。

ところで、従来のＥＰでは、放電極に高電圧を印加する
ことにより発生するコロナ放電に伴い、放電極から対向
電極に向かうイオン風と呼ばれるガスの二次流れが生じ
る。通常の乾式ＥＰの場合、その集じんメカニズムでは
、コロナ放電により生じたイオンによってガス中の粒子
が帯電し、この帯電した粒子がクーロン力によって集じ
ん電極に引き寄せられるとされているが、このときの放
電極から集じん電極への移動には、上述したイオン風の
影響も大であることも確認されている。

しかしながら、イオン風の流速が大きくなると、つまり
コロナ電流を大きくとり過ぎると、従来のＥＰでは、イ
オン風が集じん電極に当たった後の巻き上げ現象によっ
て粒子が再飛散し、かえって集じん性を低下させる場合
がある。なお、コロナ電流を１１イオン風をｖｌとする
と、ｖ＋　　−、／”−丁の関係がある。

そこで、このような問題を解決するべく、特願昭６３−
２１３７３５号に、放電極の対向電極として、主ガスの
一部を抽気可能な濾過手段を備えた装置がある。しかし
ながら、この装置では、粒子の集じんは可能であるが、
連続して長期間安定して運転するために必要な払い落し
機構（捕集した粒子を払い落す機構）がないため、定期
的に濾過手段の取換えを運転停止期間中に実施する必要
があった。

本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、バグフ
ィルタとＥＰを組み合わせた集じん装置において、集じ
んと粒子の払い落しを連続的に実施可能であり、粒子の
払い落しのための運転停止を必要としない集じん装置お
よびその集じん方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］すなわち、本発明の集じん装置は、放電極に対設する対
向電極が導電性かつ通気性の中空状の濾過材により形成
され、上記対向電極の中空部に対して抽気および逆洗用
の給気を行う給排気装置を具備したものである。

また、ガス流に並列に複数の集じん室を設け、ダンパと
組み合わせることにより、集じんと粒子の払い落しを連
続的に行うようにして、粒子の払い落しのための運転停
止を不要とした。

また、対向電極を形成するための濾過手段として、導電
性かつ通気性を有する濾過材を選定し、バグフィルタと
同等の通気性を有する材料で閉断面を形成することによ
り、集じん中は主ガスに対して少ない抽気量で、粒子状
物質の対向電極（濾過材）表面への保持を強化して、ガ
ス流やイオン風の巻き上げによる再飛散を低減するよう
にした。

また、対向電極の放電極側に面した部分を略平面状に形
成して、放電極に高電圧を印加することにより、イオン
風を利用して粒子を対向電極（濾過材）へ早く移動させ
るようにした。

また、本発明の集じん方法は、放電極と、導電性かつ通
気性を有する中空状の濾過材によって形成された対向電
極とを備えた集じん装置において、荷電集じん時には上
記対向電極の中空部内を抽気することで上記対向電極へ
のダスト誘引力を高め、無荷電時には上記対向電極の中
空部内に給気することで上記対向電極よりダストを払い
落とすようにしたものである。

［作用］上記の構成によれば、ＥＰと同様の構成で、集じん空間
を形成し、かつ、放電極から対向電極に対し十分なコロ
ナ電流を確保することにより、主としてイオン風にてガ
ス中の粒子を対向電極へ速やかに移動させることができ
る。この引き寄せられた粒子は、イオンにより帯電され
ているため、集じん室空間内に働くクーロン力と、対向
電極として用いられている略平面状に形成された濾過材
での抽気とにより、濾過材の表面に効率良く捕集保持さ
れる。このとき、抽気の作用により、粒子の再飛散はほ
とんど無い。

次に、集じん室に設けられたダンパを閉め、主ガスの流
れない状態で対向電極（濾過材）の内面から外面へ供給
される逆電圧あるいはパルス状の！Ｐ等、バグフィルタ
と同様の方法で、対向電極（濾過材）表面に捕集された
粒子を払い落すことができる。このとき、荷電を切って
おくことにより、電気的付着が無くなるため、効率良く
払い落すことができる。また、ダンパが閉状態であるた
め、主ガスの流れがほとんど無く、気流にて払い落しダ
ストが再び運び去られることはない。また、各集しん室
を互いに縁を切った構造とすることにより、他室でもダ
スト払い落し時に高コロナ電流を流すことができる。こ
れにより、集じん性能を維持できる。

以上の集じん及び払い落しの一連の機能を運転制御する
ことにより、安定した連続運転が可能となる。なお、抽
気される量は、全体ガス量の１０％以下でも十分その効
果があるため、抽気に要するファンの動力費は少なくて
済む。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の集じん装置の構成を示す図である。こ
の集じん装置は、バグフィルタとＥＰを組み合わせたも
のであって、ガス流に並列に隔壁で隔てられた複数の集
じん室１５を有すると共に、各集じん室１５の出入口に
ガスを遮断するダンパ７が設けられている。各集しん室
１５は、ガス流に平行に高電圧、高コロナ電流を供給す
る放電極１１および放電極ｌに平行に配置されるアース
された対向電極２を備えている。対向電極２は、導電性
かつ通気性のある濾過材でガス主流に対して隔てられた
閉断面を有する。

このような構成において、粒子状物質を含んだガスは、
ダンパ７の開いている集じん室１５へ導かれ、ガス流に
平行に配列された放電極１と対向電極２との間に導かれ
る。高電圧供給装置６によって放電極ｌに高電圧を印加
すると、放電極１から発生するイオンにより粒子が帯電
し、イオン風により速やかに対向電極２へ移動する。

ここで、抽気ファンＩＯによって、対向電極２の中空部
を抽気することによって、対向電極２の外面から内面へ
の通気が行われる。これにより、粒子の有する電荷およ
び放電極１と対向電極２間の電界作用によるクーロン力
と、ガスの流れによる両方の作用で、粒子が対向電極２
の表面上に捕集保持される。

上記において、主ガス流速Ｖ（ｍ／ｓ）と対向電極２上
に流れる平均コロナ電流密度ｉ　　（ｍＡ／イ）とで定
義されるパラメータＣＮ−３Ｆ「／ｖを０．４以上とす
ることにより、イオン風を有効に利用でき、集じん効率
を向上させることができる。

なお、上記パラメータの設定根拠は、特願平０１−１１
４２５号に準じるものである。本発明の集じん装置では
、イオン風の巻き上げによる再飛散が少ないため、乾式
ＥＰと同様の運転条件であるパラメータを設定できる。

次に、ダンパ駆動装置８を通じてダンパ７を閉じ、高電
圧供給装置６をオフした後、対向電極２を介して主ガス
を抽気するための抽気ラインｌｌａの制御弁１１を閉じ
ると共に、対向電極２に付着した粒子状物質を払い落す
ための逆洗ライン１２ａの制御弁１２を開いて、逆洗フ
ァン９によりガスを逆流させると、粒子（ダスト）の払
い落しが可能となる。なお、払い落された粒子は、装置
下部に設置される図示せぬホッパ等に蓄積され、定期的
に系外に搬出される。

以上の集じんおよび払い落しを各集じん室１５毎に繰り
返すことにより、安定した集じんが可能となる。第２図
に集じん状態および払い落し状態を示す。

また、第７図にこれらの一連の系統図を示し、第８図に
その運転パターンを示す。これら一連の動作は、制御ユ
ニット１３によって制御されている。

すなわち、制御ユニット１３は、ダンパ７の状態に応じ
て、荷電ライン６ａ、抽気ラインｌｌａおよび逆洗ライ
ン１２ａを制御するものであって、ダンパ７が開状態で
主ガスを流しているとき、荷電および抽気を行って集じ
んし、ダンパ７が閉状態で主ガスの流れを止めていると
き、荷電および抽気を停止してダストを払い落すように
各ラインを制御する。なお、第８図において、荷電のオ
ン／オフ、ダンパのオン／オフ、抽気のオン／オフおよ
び逆洗のオン／オフの各タイミングは同じであるが、こ
れらの動作に若干のタイムラグを適宜時たせることがで
きることは言うまでもない。

次に、第３図乃至第６図を参照して同実施例の濾過材に
ついて説明する。

第３図は濾過材として焼結金属あるいは導電性セラミッ
ク等の剛性部材を用いた場合の対向電極２の構成を示す
図である。第４図は濾過材として剛性を有さない例えば
ステンレスフェルト等の導電性のフェルトを用いた場合
の対向電極２の構成を示す図である。ここでは、バグフ
ィルタと同様の形状を持たせ、剛性を有するケージ１４
でその形状が支持された複数の対向電極２をガス流れの
方向で放電極２に平行に配列させた例を示す。また、第
５図に第３図と同様、剛性を有する素材で対向電極２を
複数配列させた例を示す。

第６図は対向電極２を形成する濾過材の構造を示す図で
ある。同図（ａ）は導電性物質を用いた場合の断面図で
ある。同図（ｂ）は外側（主ガスに接触する面）に導電
性の比較的開口部の大きい金網あるいは同等品１８を配
して導電性を確保し、内側に形状保持のためのケージ１
４を配し、その間に導電性を問わないフェルト１６を配
した場合の断面図である。同図（ｃ）は外側に導電性フ
ェルト１７を配し、内側にケージ１４を配した場合の断
面図である。同図（ｄ）は外側に導電性の比較的開口部
の大きい金網あるいは同等品１８を配し、内側に導電性
を問わない剛性のあるフィルタ１９を配した場合の断面
図である。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、以下の効果が得られる。

（１）イオン風を利用して、粒子状物質を速やかに対向
電極（濾過材）に移動させることができる。また、電気
力と抽気によって、粒子を対向電極の表面に保持でき、
再飛散を防止して高効率で集じんできる。

（２）ダンパとの組合わせにより、粒子の払い落し期間
中もＥＰのときのような再飛散を招くことなく、安定し
た効率が得られる。

（３）荷電を切って粒子の払い落しができるため、その
払い落しが確実である。

（４）粒子の再飛散がなく、高い集じん率が得られるた
め、流速と電流との関係をパラメータにより設定するこ
とにより、従来の集じん装置よりも高速に集じんできる
。

（５）圧力損失はＥＰ並みであり、動力費が少なくなる
。また、抽気のためのファンの動力費は、抽気量が全ガ
ス量の１０％以下で良く、従来のバグフィルタよりも大
幅に少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る集じん装置の構成を示
す図、第２図は同実施例の主要部の動作状態を示す図、
第３図乃至第５図はそれぞれ同実施例の対向電極の構成
を示す図、第６図は同実施例の濾過材の構造を示す図、
第７図は同実施例の運転状態を説明するための概念図、
第８図は同実施例の運転動作を説明するための図、第９
図は従来のバグフィルタの原理を説明するための概念図
、第１０図は従来の電気集じん装置の原理を説明するた
めの概念図である。 ■・・・放電極、２・・・対向電極、３・・・ケーシン
グ、４・・・ガス遮断板、５・・・仕切板、６・・・高
電圧供給装置、７・・・ダンパ、８・・・ダンパ駆動装
置、９・・・逆洗ファン、１０・・・抽気ファン、１１
・・・制御弁１．１２・・・制御弁、１３・・・制御ユ
ニット、１４・・・ケージ、１５・・・集じん室。 −←・−←−−鼾一一４４ −Ａ（ｂ）第３図隼しんψ （ａ）第２マ１ンハ０ルスＩＰま孔１２槽２〉元弘ジ落す（ｂ）図１４（ａ） −Ａ（ｂ）１５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放電極に対設する対向電極が導電性かつ通気性を
有する中空状の濾過材によって形成され、上記対向電極
の中空部に対して抽気および逆洗用の給気を行う給排気
手段を具備してなることを特徴とする集じん装置。
（２）ガス流に並列に隔壁で隔てられた複数の集じん室
に上記放電極および上記対向電極がガス流に平行に設け
られ、上記各集じん室の出口及び入口の少なくともどち
らか一方にガスを遮断するダンパを具備し、上記対向電
極はガス流に対して隔てられた閉断面を構成することを
特徴とする請求項（１）記載の集じん装置。
（３）上記各集じん室は、上記放電極に高電圧を供給す
るための荷電ライン、上記対向電極でである濾過材を介
して主ガスを抽気するための抽気ライン、および上記対
向電極に付着した粒子状物質を払い落すための逆洗ライ
ンを備えたことを特徴とする請求項（２）記載の集じん
装置。
（４）上記ダンパの状態に応じて、上記荷電ライン、上
記抽気ラインおよび上記逆洗ラインを制御する制御手段
を備え、上記制御手段は上記ダンパが開状態で主ガスを
流しているとき、荷電および抽気を行って集じんし、上
記ダンパが閉状態で主ガスの流れを止めているとき、上
記荷電および抽気を停止してダストを払い落すように上
記各ラインを制御することを特徴とする請求項（３）記
載の集じん装置。
（５）上記対向電極は、上記放電極側に面した部分が略
平板状に形成されていることを特徴とする請求項（１）
記載の集じん装置。
（６）上記対向電極は、焼結金属からなる濾過材によっ
て形成されていることを特徴とする請求項（１）記載の
集じん装置。
（７）上記対向電極は、導電性セラミックからなる濾過
材によって形成されていることを特徴とする請求項（１
）記載の集じん装置。
（８）上記対向電極は、主ガス側に対向する部分が導電
性のフェルト状物質からなる濾過材によって形成され、
剛性を有するケージでその形状が支持されていることを
特徴とする請求項（１）記載の集じん装置。
（９）上記対向電極は、導電性を問わない通気性のある
フェルト状物質からなる濾過材によって形成され、かつ
、主ガスに接触する面が導電性の開口率の大きい金網で
形成され、剛性を有するケージでその形状が支持されて
いることを特徴とする請求項（１）記載の集じん装置。
（１０）主ガス流速Ｖ（ｍ／ｓ）と上記対向電極上に流
れる平均コロナ電流密度ｉ（ｍＡ／ｍ＾２）とで定義さ
れるパラメータＣＮ＝３√（ｉ）／Ｖが０．４以上に設
定されていることを特徴とする請求項（１）記載の集じ
ん装置。
（１１）放電極と、導電性かつ通気性を有する中空状の
濾過材によって形成された対向電極とを備えた集じん装
置において、荷電集じん時には上記対向電極の中空部内を抽気するこ
とで上記対向電極へのダスト誘引力を高め、無荷電時に
は上記対向電極の中空部内に給気することで上記対向電
極よりダストを払い落すことを特徴とする集じん方法。