JPH0796212A - 移動電極式電気集塵方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術で捕集しにくい領域の電気抵抗値を
もつダストや超微細な難捕集性の粒子を高効率で除去で
きる電気集塵方法を得る。 【構成】 上部に所定間隔をおいて配置された回転可能
の一対の駆動輪２１と、駆動輪と対応して水平面上に配
置された一対の従動輪２２とに張設された一対の無端索
条２０と、一対の無端索条間に、長手方向がガス流と交
差して懸垂して取り付けられた短冊状の通気性を有する
集塵電極が上下方向に所定間隔で配置され、その両端部
と中央部が無端索条に固定されて無端索条とともに移動
する短冊状の複数の集塵電極板１８とを備えた集塵電極
板移動装置を複数個並列に備え、上下方向に構成される
複数の集塵電極板列間の中央位置に電界を形成する放電
極を設けた移動電極式電気集塵装置で集塵電極面に直角
に交差して電界を通過するガス体に含まれるダスト及び
ミストの粒子を帯電により集塵電極に付着させ、ダスト
の堆積厚さを常に１００μｍ以下の厚さに剥離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気集塵方法に関し、特
にコストダウンが図れるとともに、従来技術で捕集しに
くい領域の電気抵抗値をもつダストや超微細な難捕集性
の粒子を高効率で除去できる移動電極式電気集塵方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】広汎な産業に使用されている工業窯炉な
どから排出されるガスや、乾燥粉砕装置の排気には多量
の粉じんが混入しており、これを除去するために、ろ布
やサイクロンまたは静電集塵装置などが使われている。
しかし、排出ガス中の許容粉じん量が厳しく規制される
ようになり、確実に許容値を達成しようとすると機器が
大型化したり、経費のかかる湿式集塵方法によらざるを
得ない場合に遭遇する。従来技術の電気集塵装置は、放
電電極と集塵電極との間にコロナ放電を発生させること
によって荷電帯を構成し、この荷電帯に捕集しようとす
るダストやミストが含まれたガス体を通過させることに
よって、ダストやミストの粒子に荷電させ、この荷電し
た粒子が、集塵電極表面と平行して通過するガス流中か
ら分離して『クーロンの法則』に従って、集塵電極表面
に移動して捕集されるものである。集塵電極表面に付着
した粒子を、物理的槌打若しくは震動によって集塵電極
面から離反させ、自重によって落下させて回収するのが
一般的方法である。このような捕集機構においては、電
気抵抗値の低い微細なダストは集塵電極表面に到達する
と速やかに電荷を放出し、再びガス流に乗って移動し、
電荷されてこの現象を繰り返す。いわゆる飛躍現象とい
われている。一方、電気抵抗値の高いダストは集塵電極
表面に到達すると付着堆積して電池を構成し、逆電離現
象による再飛散を起こす。従って一般的に適正電気抵抗
値の領域は１０⁴ 〜１０¹¹Ω-cm とされている。しかし
ながら産業界においてはこの領域から外れるダストも多
く、実際面では条件賦与による方法即ち処理ガス温度や
含有水分の調節や、ＳＯ₃,ＮＨ₃等をガス中に添加して
ダストの電気抵抗値を改善する方法がとられている。装
置の設計面では『パルス荷電方式』や、超高電圧の使用
による電極間隔の広いいわゆる『ワイドスパン方式』が
採用されているのもその一例である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは高電気抵
抗値のダストを多量に含むガラス溶解炉排ガス用静電集
塵装置に、ガス流が多孔板からなる集塵電極板面に直交
して流れ、且つガス流が集塵電極板を通過する構造の直
交流型静電集塵装置を使用し、微細な高電気抵抗値のダ
スト粒子の物性や集塵電極板上に捕集されたときのダス
ト粒子の挙動並びに剥離機構を詳細に検討した。このダ
スト粒子径は１μｍ以下から数十μｍまで広範囲に分散
しており、ダスト粒子の化学組成は７０〜９５重量％が
シリカやアルミナなどの鉱物質類であり、この鉱物質の
電気抵抗値は１０¹¹〜１０¹²Ω-cm(150℃) の高い値を
示していた。この様な高抵抗ダストは粒子径によっても
電界空間内でのイオン化に差があり、平行流型静電集塵
装置では集塵電極板上での堆積位置も異なり、一般的に
大径の粒子が捕捉され易く入口付近の集塵電極板上に堆
積し、サブミクロン粒子は捕捉されにくく出口側に偏在
する傾向にあるが、ガス流が集塵電極板を通過する構造
の直交流型静電集塵装置では、同一平面上にほぼ均等な
堆積がみられた。粒子径も分級されることなく、微粒か
ら大径粒子の混合状態で積層されて堆積するため徴密で
堅い板状に成型されて付着することが判った。また、こ
れら粒子の集塵電極板上への付着強度は各粒子のもつ電
荷によって生ずる静電力によるものであり、数千μm 以
下の範囲では堆積厚さに比例して増大するといわれてい
る。しかしこの堆積厚さがある一定値を越えて、堆積層
内の電位傾度が１０ｋｖ／ｃｍ以上に達すると、逆電離
層が発生し、それ以上の厚さに粒子は堆積しがたくな
る。逆電離層が発生すると再飛散を起こし、ダスト粒子
は多孔板状の集塵電極板のガス通過部に発生する渦流に
巻き込まれて集塵電極板を通過し、当然集塵効率が低下
してしまうので、高抵抗値ダストの場合は逆電離層が発
生するような電位傾度を与えないうちに付着ダスト粒子
を剥離する必要がある。乾式では電極板上に堆積したダ
ストを剥離する手段として槌打法や震動による方法がと
られている。しかし、前記の様な徴密で堅い板上に付着
堆積したダストを剥離するためには、従来程度の槌打で
はその効果がなく槌打回数を１０倍以上とした強力な槌
打が必要である上に槌打により剥離したダスト粒子がガ
ス流とともに再飛散し、多孔板状の集塵電極板を通過し
てしまうので、当然高い集塵効率を得ることができなく
なる。ガラス溶解炉排ガス用に用いた直交流型静電集塵
装置では、ダストの電気抵抗値が１０¹¹Ω−ｃｍ以上の
高い値をもつ粒子を数千ｍｇ／Ｎｍ³ を含んだガスを処
理し、槌打をせずに逆電離層が発生するまでの電位傾度
では、微細なダストにかかわらず、数枚の集塵電極板を
通過させるだけで、粒子の含有量を数十ｍｇ／Ｎｍ³ 程
度まで低下せしめることができた。従って本発明の目的
は直交流型静電集塵装置を用い、従来技術で捕集しにく
い領域の電気抵抗値をもつダストや超微細な難捕集性の
粒子を高効率で除去できる静電集塵方法を提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記ガラ
ス溶解炉排ガスを直交流型静電集塵装置を用いた処理結
果を得て、連続運転を持続するための付着ダスト粒子の
剥離方法は、多孔板からなる集塵電極板を当板等により
ガス流が通過出来ない領域に移動し、鋼線刷毛と真空吸
引装置により解決することができ、更に真空吸引装置に
より集塵室外に送られるダストは擬似粒子として粗大化
しているのでろ布集塵装置により簡単に分離回収するこ
とができることを確かめ本発明を達成するに至った。

【０００５】従って、本発明は放電電極と通気性を有す
る集塵電極が所定の間隔に対抗して配置され、荷電によ
る電界を形成し、集塵電極面に直角に交差して電界を通
過するガス体に含まれるダスト及びミストの粒子を帯電
により集塵電極に付着させて集塵作用を行なわせる電気
集塵方法において、上部に所定間隔をおいて配置され可
変駆動源により回転させられる一対の駆動輪と、駆動輪
と対応して水平面上に配置された一対の従動輪とに張接
された一対の無端索条と、一対の無端索条間に、長手方
向がガス流と交差して懸垂して取り付けられた短冊状の
通気性を有する集塵電極が上下方向に所定間隔で配置さ
れ、その両端部と中央部が無端索条に固定されて無端索
条とともに移動する短冊状の複数の集塵電極板とを備え
た集塵電極板移動装置を複数個ガス流に対向して並列に
設けるとともに、上下方向に構成される複数の集塵電極
板列間の中央位置に電界を形成する放電極を設けた移動
電極式静電集塵装置を用いて、ダストの堆積厚さを常に
100 μm 以下の厚さに剥離することを特徴とする移動電
極式電気集塵方法に関するものである。

【０００６】本発明における移動電極式電気集塵装置を
用いる電気集塵方法ではダストが僅かに堆積した集塵電
極板を集塵電極板を通過するガス流が遮られた領域に移
動させ、ここでダストを剥離させ、再び集塵電極板を集
塵領域に復帰させる。ダストが集塵電極板表面に付着す
る付着強度は堆積厚さが数千μｍ以下の範囲では堆積厚
さに比例して増大するということと、逆電離層が発生す
るまでの１００μｍ程度以下の堆積厚さならば簡単な鋼
線刷毛と真空吸引装置により完全に剥離ができる。ダス
トを剥離する回数は頻繁であることが剥離しやすさの点
から望ましいが、本形式のように集塵電極板をガスが通
過する構造においては当板等によりガス流が通過出来な
い構造とした領域に移動して剥離を行わしめる必要があ
り、この移動速度を過度に高めることは装置の耐久性を
考えて望ましくない。集塵電極板にガス流方向が平行す
る従来技術による電気集塵方法においても、上下に緊張
して設けられた一対の無端索条にガス流方向に平行して
短冊状の集塵電極板を隣接して取付け上下方向に移動す
る数種の特許公報が公開されているが、上下方向に回転
する構造で移動速度を早めることは装置の耐久性から殊
更に問題である。本発明の方法は上部に懸垂した縦長短
冊状の集塵電極板が上下に水平に設けられた一対の無端
索条にとりつけられ、駆動輪の回転により水平方向に移
動し反転部に設けられた当て板によりガス流が通過出来
ない領域で剥離を行う方法である。従って比較的容易に
移動速度を調節することができるが、むしろ、ダストの
性状ならびに除塵効率をもとにして最適移動速度を定め
る方が良い。高電気抵抗ダストの堆積厚さが１００μｍ
程度以下、好ましくは４０〜６０μｍ程度堆積した時点
で剥離を行うよう電極の移動速度を定めるとよい。ダス
トの堆積速度は入口のガス中におけるダスト濃度に左右
されるので、入口ガス中のダスト濃度を測定して電極の
移動速度を制御すればよい。又出口ガスのダスト濃度を
測定して制御することも可能であるし、ダスト濃度がそ
れほど大きく変動しないならば、ダストの堆積厚さを時
折測定して電極の移動速度を設定する方法で十分であ
る。低電気抵抗ダストの場合は逆電離層の発生はない
が、電荷を失ってガス通過部に発生する渦流に巻き込ま
れ集塵電極板を通過する再飛散が起き易いので、集塵電
極板上の堆積厚さが６０μｍ程度以下に保たれるよう出
来るだけ速やかに吸引剥離による清掃をおこなうよう電
極の移動速度を定めるとよい。

【０００７】

【実施例】以下図面を参照して本発明を実施例および試
験例により説明する。図１は、本発明で用いる移動電極
式直交流型電気集塵装置の一部を切欠いて示す概略図で
ある。本体のチャンバー１５には入口ガスダクト１６と
出口ガスダクト１７とが接続され、被処理ガスは左側か
ら右側へ流れる。複数の短冊状集塵電極板１８は、その
両端が機内上下で水平方向に周回する一対の無端索条２
０に固定され、上部の駆動輪２１と水平方向に相対する
従動輪２２の間を無端索条２０とともに移動する。放電
電極１９は柵状で、移動する集塵電極板１８と対抗して
所定間隔に配列されており、高電圧の荷電により、集塵
作用がおこる領域Ｘを形成している。被処理ガスと周回
する集塵電極板に直角方向から集塵領域Ｘに導入され、
含有するダスト粒子はイオン化されてガス流と『クーロ
ンの法則』に従って、集塵電極板１８の表面に付着す
る。ガス流は多孔板等でつくられた短冊状集塵電極板１
８の開口部を通過し次の集塵領域に導入される。移動す
る連続した集塵電極板１８の両端は、非集塵領域Ｙを形
成しており、無端索条２０により非集塵領域Ｙに移動し
た集塵電極板１８は、当板等によりガス流と隔離されて
いる。この非集塵領域部Ｙには、鋼線刷毛と真空吸引装
置を取付けたダスト剥離器２３を備えている。鋼線刷毛
は分割したホルダー２４により短冊状集塵電極板表面と
裏面に圧着され、鋼線刷毛により剥離されたダスト粒子
は長手方向に取付けられたスリット状の真空吸引孔に吸
いこまれ、本体外部に設置された集塵装置３２で分離回
収される。集塵領域Ｘで捕集されたダストは本体底部の
ホッパー２５から排出される。駆動輪２１はシャフト２
６を介し可変電動機２７に連結している。ガスの出口側
ダクト１７にはダストモニタリング装置２８が設けら
れ、これからの信号が比較調整器２９を経て可変電動機
２７の回転数を制御する。放電電極板１８はチャンバー
１５を介して接地している。放電電極１９に逆帯電によ
り付着堆積したダストは、アンバランスウエイト式槌打
装置により払い落とされ、本体底部のホッパー２５に集
められる。

【０００８】試験例 図１の試験装置を用いて排ガスの集塵試験を行った。図
３（ａ）は、廃タイヤ焼却炉に該試験装置を適用して排
ガスの集塵試験を行った例のフローシートであり、１は
廃タイヤ焼却炉、４はガス冷却器、５は電気集塵装置、
６は本発明の試験装置、７は附属布ろ過式集塵装置、８
は煙突を示す。図３（ｂ）は触媒再生装置に上記試験装
置を適用して排ガスの集塵試験を行った例のフローシー
トであり、２は触媒再生装置、９は一次集塵器、１０は
再生処理プロセスである。また図３（ｃ）はガラス溶解
炉に上記試験装置を適用して排ガスの集塵試験を行った
例のフローシートであり、３はガス溶解炉、１１は熱交
換器、１２は間接冷却器、１３はサイクロン、１４は移
動電気集塵装置を示す。

【０００９】廃タイヤ焼却炉排ガスおよび触媒再生プラ
ントの排ガスの集塵試験に使用したダストは、低抵抗値
ダストとして廃タイヤ焼却炉排ガスからの集塵ダスト
を、高抵抗値ダストとして触媒再生プラントの集塵ダス
トを使用した。常温に於けるそれぞれの電気抵抗値は、
２×１０⁵ Ω−ｃｍ及び２〜３×１０¹³Ω−ｃｍであっ
た。入口ガス中のダスト濃度を１００〜２００ｍｇ／Ｎ
ｍ³ に調整し、ダスト剥離による集塵電極板上の堆積厚
さを夫々４０〜９０μｍとして集塵電極板の移動速度を
設定した。ここで電極の印加電圧は４０〜５０ｋＶ、集
塵電極を基準とする放電電流は０．８〜１．０ｍＡ／ｍ
² である。この結果、次の表１に示す数値を確認するこ
とができた。

【００１０】

【表１】 ダスト粒子が高抵抗値の場合は、同一周期の剥離後の堆
積厚さが薄い方が逆電離による再飛散防止に効果的であ
り、低抵抗値の場合は堆積厚さに関係がない傾向を示し
ている。

【００１１】次に、ガス溶解炉排ガスを図３（ｃ）に示
す装置を用いて排ガス処理を行った。設計諸元値と測定
値を表２に示す。表２から明らかなように画期的な好結
果が得られた。

【表２】

【００１２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の移動
電極式直交流型電気集塵装置を用いる集塵方法による
と、従来技術で捕集しにくかった領域の電気抵抗値をも
つダストや超微細な難捕集性の粒子を高効率で除去でき
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の試験に用いられる小形試験用電
気集塵装置を一部切欠いて示す概略構造図である。

【図２】本発明の方法で用いられる電気集塵装置を一部
切欠いて示す概略図である。

【図３】（ａ）は廃タイヤ焼却炉の排ガスの集塵試験の
フローシートであり、（ｂ）は触媒再生装置の排ガスの
集塵試験のフローシートであり、（ｃ）はガラス溶解炉
の排ガスの集塵試験のフローシートである。

【符号の説明】

１ 焼却炉 ２ 触媒再生装置 ３ ガラス溶解炉 ４ ガス冷却器 ５ 電気集塵装置 ６ 試験装置 ７ ろ過式集塵装置 ８ 煙突 ９ 一次集塵器 １０ 再生処理プロセス １１ 熱交換器 １２ 間接冷却器 １３ サイクロン １４ 移動電極式直交流型電気集塵装置 １５ 本体チャンバー １６ 入口ガスダクト １７ 出口ガスダクト １８ 短冊状集塵電極板 １９ 放電電極 ２０ 無端索条 ２１ 上部駆動輪 ２２ 従動輪 ２３ ダスト剥離器 ２４ ホルダー ２５ ホッパー ２６ シャフト ２７ 可動電動機 ２８ ダストモニタリング装置 ２９ 比較調整器 ３０ 碍子室 ３１ 高圧電源 ３２ 集塵装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電電極と通気性を有する集塵電極が所
   定の間隔に対向して配置され、荷電による電界を形成
   し、集塵電極面に直角に交差して電界を通過するガス体
   に含まれるダスト及びミストの粒子を帯電により集塵電
   極に付着させて集塵作用を行なわせる電気集塵方法にお
   いて、上部に所定間隔をおいて配置され可変駆動源によ
   り回転させられる一対の駆動輪と、駆動輪と対応して水
   平面上に配置された一対の従動輪とに張設された一対の
   無端索条と、一対の無端索条間に、長手方向がガス流と
   交差して懸垂して取り付けられた短冊状の通気性を有す
   る集塵電極が上下方向に所定間隔で配置され、その両端
   部と中央部が無端索条に固定されて無端索条とともに移
   動する短冊状の複数の集塵電極板とを備えた集塵電極板
   移動装置を複数個並列に設けるとともに、上下方向に構
   成される複数の集塵電極板列間の中央位置に電界を形成
   する放電極を設けた移動電極式静電集塵装置を用いて、
   ダストの堆積厚さを常に１００μｍ以下の厚さに剥離す
   ることを特徴とする移動電極式電気集塵方法。