JPH09187675A

JPH09187675A - 微粒体除去装置

Info

Publication number: JPH09187675A
Application number: JP394696A
Authority: JP
Inventors: Takeyoshi Yokosuka; 丈由横須賀; Takeo Komuro; 武勇小室; Norio Arashi; 紀夫嵐; Kensho Taniguchi; 憲昭谷口
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】慣性集塵と電気集塵及び遠心力集塵を効率よ
く組み合わせることにより効率よくダスト及びミストを
除去し、比較的安価で重量増加を抑え設置スペースを利
用できる。【解決手段】排ガスＧ中の亜硫酸ガスを除去する湿式
脱硫装置吸収塔２０に接続し、湿式脱硫装置吸収塔２０
の処理排ガスＧ中のミスト及びダストよりなる微粒体
を、内蔵した微粒体捕集エレメント１１により除去する
微粒体除去装置１０であって、微粒体捕集エレメント１
１は、互いに対向するそれぞれの面で少なくとも１つの
ほぼ平行なガス流路を形成する複数の導電性捕集体１５
と、それぞれのガス流路のほぼ中央に装着される放電体
１２と、それぞれの放電体１２とそれぞれの導電性捕集
体１５との間にコロナ放電を起すようにそれぞれの放電
体１２に直流の高電圧を印加する手段とよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中のミスト
及びダストの除去に係り、ボイラーや加熱炉等から排出
される煤塵（ダスト）及び湿式脱硫装置吸収塔から飛散
するミストを慣性衝突及びクーロン力を用いて除去する
微粒体除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の微粒体除去装置においては、石炭
焚ボイラーや加熱炉等からの排ガス中の亜硫酸ガスを湿
式脱硫装置吸収塔により除去し、この湿式脱硫装置吸収
塔の処理排ガス出口部には、吸収塔スプレイからの飛散
吸収液ミストを除去するためにミストエリミネータが設
置されている。ミストエリミネータは、波型のミスト捕
集板がガス流に対して並列に多数置かれた構造をしてお
り、この波型板同士の間を湿式脱硫装置吸収塔で発生し
た吸収液ミストを含んだ排ガスが通過する際、排ガス中
の吸収液ミストが波型板面に慣性衝突することにより静
止して付着し排ガスから除去されている。しかし、粒径
が数μｍ以下の細かいミストは、慣性衝突により除去す
ることが難しく、このまま大気に放出されることにな
る。

【０００３】一方、石炭焚ボイラーや加熱炉等からの排
ガス中には煤塵が多量に含まれており、大気放出まえに
電気集塵機及びバグフィルター等の脱塵装置により除去
されている。電気集塵機は、ガス流路中に放電電極と集
塵電極とを有し、放電電極に負極性直流高電圧を印加
し、集塵電極を接地することにより両電極間にコロナ放
電を発生させ、両電極間を通過する排ガス中の煤塵粒子
に荷電を与え、クーロン力により煤塵を排ガス中より分
離するものであり、煤塵の除去に極めて効果的である。
放電電極に負極性直流高電圧を印加する理由は、正極性
直流高電圧よりもコロナ放電を安定して発生でき、有害
なオゾンの発生が低く抑えられるためである。

【０００４】このような集塵方法を大別すると、高濃度
の数十μｍ以上の粒子の除去を行う重力集塵、直進する
気流の進路を急激に曲げ粒子の慣性力で壁に衝突させて
除去する慣性集塵（従来のミストエリミネータに相
当）、気流に旋回運動を与えて数μｍ以上の粒子の除去
を行う遠心力集塵、バグフィルター等を用いるフィルタ
ー集塵及び放電極と集塵極との間に形成される静電界に
より粒子がクーロン力の作用で除去される電気集塵（Ｅ
Ｐに相当）等がある。

【０００５】ところで近年、大気環境保全の立場から排
出ダスト量の規制が強化される傾向がある。また、現状
の湿式電気集塵機では捕集しきれない粒径０．１〜
１．０μｍのサブミクロン粒子のため、排ガスが大気放
出後に光撹乱を起こし可視化される可視煙の問題があ
る。このため、脱塵能力の向上が必要となった。しか
し、脱塵装置の性能向上は限界があり、システム全体と
しての脱塵効率の向上が考えられている。例えばこの脱
塵効率向上システムとして、乾式電気集塵機をガス流の
上流側に設置し先ずダストを除去した後、脱硫装置を通
過してガス温度が低下した時点で、湿式電気集塵機やバ
グフィルターを設置して二度目のダスト除去を行って、
大気放出ダスト量を減少させる方法が一般に考えられて
いる。このように乾式電気集塵機をガス流れ上流側に設
置し、脱硫装置の後流に湿式電気集塵機を設置する方法
は、特公平０６−０３８９２６号公報等に記載されてい
る。しかし、湿式電気集塵機は高価であり、追設のため
のスペースが必要である。

【０００６】したがって、慣性集塵と電気集塵とを効率
よく組み合わせること、さらには慣性集塵と電気集塵及
び遠心力集塵を効率よく組み合わせることによりダスト
及びミストを除去し、それぞれ単独で用いた場合より効
率よくダスト及びミストを除去することで、比較的安価
で従来の設置スペースを利用できる装置を提供すること
が必要である。また、ミストエリミネータを脱硫装置出
口部の高所に設置する必要性からできる限り重量増加を
抑える必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の微粒体除去装置
にあっては、脱塵能力の向上に限界があり、脱塵効率向
上システムとして、乾式電気集塵機をガス流の上流側に
設置し先ずダストを除去した後、脱硫装置を通過してガ
ス温度が低下した時点で、湿式電気集塵機やバグフィル
ターを設置して二度目のダスト除去を行って、大気放出
ダスト量を減少させる方法が考えられているが、湿式電
気集塵機は高価であり、追設のためのスペースを必要と
する問題点がある。

【０００８】本発明の目的は、慣性集塵と電気集塵及び
遠心力集塵を効率よく組み合わせることにより効率よく
ダスト及びミストを除去し、比較的安価で重量増加を抑
え設置スペースを利用できる微粒体除去装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る微粒体除去装置は、排ガス中の亜硫酸
ガスを除去する湿式脱硫装置吸収塔に接続し、湿式脱硫
装置吸収塔の処理排ガス中のミスト及びダストよりなる
微粒体を、内蔵した微粒体捕集エレメントにより除去す
る微粒体除去装置において、微粒体捕集エレメントは、
互いに対向するそれぞれの面で少なくとも１つのほぼ平
行なガス流路を形成する複数の導電性捕集体と、それぞ
れのガス流路のほぼ中央に装着される放電体と、それぞ
れの放電体とそれぞれの導電性捕集体との間にコロナ放
電を起すようにそれぞれの放電体に直流の高電圧を印加
する手段とよりなる構成とする。

【００１０】そしてそれぞれの放電体は、導電性ワイ
ヤ、導電性柱又は導電性突起により形成される構成でも
よい。

【００１１】またそれぞれの導電性捕集体は、波型に形
成されるとともに並列に配列される構成でもよい。

【００１２】さらにそれぞれの導電性捕集体は、円形又
は多角形の断面を有する筒型に形成され、かつガス流路
の上流部の断面積が下流部の断面積より大きく形成され
る構成でもよい。

【００１３】そしてそれぞれの導電性捕集体は、筒型の
ガス出口部が液体中に設置される構成でもよい。

【００１４】またそれぞれの導電性捕集体は、筒型の中
間部を折り曲げて形成されるとともに下流部に放電体が
設置される構成でもよい。

【００１５】さらにそれぞれの導電性捕集体は、筒型の
中間部を２個所折り曲げて形成されるとともに該折り曲
げ部の間に放電体が設置される構成でもよい。

【００１６】そしてそれぞれの導電性捕集体は、筒型の
ガス出口部がスクラバーと結合される構成でもよい。

【００１７】またそれぞれの導電性捕集体は、筒型の内
部にツイスターが設置される構成でもよい。

【００１８】本発明によれば、波形状の導電性捕集体
と、対向する同材質の他の導電性捕集体との間に放電体
を組み込み、これら導電性捕集体と放電体との間に直流
の高電圧を印加しコロナ放電を起こすことにより、ミス
ト及びダストが荷電される。この荷電されたミスト及び
ダストは、波形の導電性捕集体で慣性力により除去され
ると同時に、クーロン力により導電性捕集体に引き付け
られ除去される。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１及び図２
を参照しながら説明する。図１及び図２に示すように、
排ガスＧ中の亜硫酸ガスを除去する湿式脱硫装置吸収塔
２０に接続し、湿式脱硫装置吸収塔２０の処理排ガスＧ
中のミスト及びダストよりなる微粒体を、内蔵した微粒
体捕集エレメント１１により除去する微粒体除去装置１
０であって、微粒体捕集エレメント１１は、互いに対向
するそれぞれの面で少なくとも１つのほぼ平行なガス流
路を形成する複数の導電性捕集体１５と、それぞれのガ
ス流路のほぼ中央に装着される放電体１２と、それぞれ
の放電体１２とそれぞれの導電性捕集体１５との間にコ
ロナ放電を起すようにそれぞれの放電体１２に直流の高
電圧を印加する手段とよりなる構成とする。そしてそれ
ぞれの放電体１２は、導電性ワイヤ、導電性柱又は導電
性突起により形成される。

【００２０】すなわち亜硫酸ガスを含んだボイラー排ガ
スＧが脱硫吸収塔（湿式脱硫装置吸収塔）２０の内部に
入り、スプレイ２６より噴霧されるアルカリ性の吸収液
Ｌと接触する。これら吸収液Ｌは液滴状態であり、この
液滴内に亜硫酸ガスを吸収する。粒径の小さな液滴（ミ
スト）は、ガス流Ｇに同伴され飛行する。このガス流Ｇ
は並列に連立するミスト捕集板（導電性捕集体）１５の
間を流れる。ミスト捕集板１５の入り口部は板が垂直面
に対して４５度折れ曲がった構造となっており、次に入
り口部とは逆側に４５度折れ曲がった構造をとり数回こ
のような構造が続いて波状部（波型）が形成されてい
る。ミストを含んだガス流Ｇはこの波状部により急激に
流れ方向を変えられることになるが、ミスト自体は慣性
によりそのまま直進し、ミスト捕集板１５の壁面に衝突
して下降し除去される。より細かいミストは、ガス流Ｇ
に乗りさらに飛行を続ける。波状部の中間部は、ガス流
方向にほぼ平行なガス流路である平板部分となってい
る。互いに対向するミスト捕集板１５同士の平板部のほ
ぼ中央部に放電体である導電性ワイヤ１２が張られ、そ
の端部はミスト捕集板１５と隣のミスト捕集板１５とを
結合する絶縁物を貫通し高電圧線１３に接続している。
高電圧線１３は負極性直流高電圧発生装置１４に接続し
印加する手段を形成している。

【００２１】微粒体捕集エレメント１１のミスト捕集板
１５は隣同士でアース線１６により電気的に結合し地表
にアースされる。この導電性ワイヤ１２とミスト捕集板
１５との間に４ｋＶ／ｃｍ以上の電圧を印荷することに
より、導電性ワイヤ１２とミスト捕集板１５との間にコ
ロナ放電が起きる。ガス流Ｇに同伴され飛行を続けてい
るミストはこのコロナ放電により静電荷電をうけ、ミス
ト捕集板１５の方向に移動してミスト捕集板１５の表面
に付着し除去される。除去されたミストは、ミスト捕集
板１５を伝わって流れ落ちてミスト溜め部２７に回収さ
れ、脱硫吸収塔２０の補給水として利用される。

【００２２】ミスト捕集板が円弧状の曲面を有する波型
の場合の他の実施例を図３に示す。微粒体捕集エレメン
ト２１の一方側の表面には円弧状波型のミスト捕集板２
５が導電性ワイヤ１２を中心に、対称位置に配置されて
いる。微粒体捕集エレメント２１の他方側の表面も同様
の構造とし、連続的に荷電部が形成されている。ここで
荷電されたミストは、ミスト捕集板２５間の狭部と衝突
部１７とで慣性力を受けてミスト捕集板２５に衝突して
付着し除去される。

【００２３】さらに他の実施例を図４及び図５に示す。
ミストを含んだ排ガスＧは円形又は多角形の断面を有す
る複数のミスト捕集筒（筒型の導電性捕集体）３０の内
部を通過する。ミスト捕集筒３０はガス流Ｇの上流側の
断面積が大きくて内部空間が広く、中間部で急激に折り
曲げられて絞りこまれ、出口部まで断面積が小さい狭い
内部空間が形成されている。上流部にはミスト衝突傘３
１が設置され、ミスト捕集筒３０と架橋物３２とにより
ミスト捕集筒３０のほぼ中央に設置されている。ミスト
衝突傘３１の内部には導電性ワイヤ１２の支持碍子３３
が組み込まれ、導電性ワイヤ１２の端部が保持されてい
る。導電性ワイヤ１２はミスト捕集筒３０の下流部の狭
まった空間内部を伸びワイヤ格納体３４に端部が結合す
る。そして各ミスト捕集筒３０は図４に示すように上下
２段に設けられてもよく、ミスト捕集筒３０の下流部の
端部が液体中に設置される等して接地されている。

【００２４】次に本発明の動作を説明する。波形状の導
電性材料により形成されたミスト捕集板と、対向する同
材質の他のミスト捕集板との間に導電性ワイヤを組み込
み、これらミスト捕集板と導電性ワイヤとの間に直流の
高電圧を印加しコロナ放電を起こすことにより、吸収液
ミストを荷電する。この荷電されたミストは、波形のミ
スト捕集板で慣性力により除去されると同時に、クーロ
ン力により導電性のミスト捕集板に引き付けられ除去さ
れることになる。

【００２５】ミスト捕集板に導電性を持たせるために
は、ミスト捕集板自体を金属製品で製作することが考え
られる。しかし、全てを金属製にすると重量が増加して
しまうといった難点があるため、ミスト捕集板の母体に
樹脂製の軽量物を用い、放電が行われる導電性ワイヤの
付近に金属メッキを施したミスト捕集板を使用するのが
好ましい。このように形成することにより重量が抑えら
れるため、ミスト捕集板の多層化が容易となり、クーロ
ン力により導電性のミスト捕集板に引き付けられる際の
ミストの飛行距離を短縮することが可能となる。

【００２６】慣性衝突によりミストがミスト捕集板に衝
突する際には多量の水分が衝突個所に発生するため、放
電が安定して行われるのが難しくなることが予想され
る。そこで、導電性ワイヤは、波型板の折れ曲がり部を
避けて配置することにより、比較的径の大きなミストが
波状部で除去され、残りの微細ミストに集中的に荷電が
加えられ、微細ミストは荷電部後方の波状部で除去され
る。つまり、導電性ワイヤとミスト捕集板との間に電圧
を印加した場合、除去されにくい微細ミストに有効に電
荷が加えられ、微細ミストは効果的にミスト捕集板に集
められることになる。

【００２７】ミストやダストに十分な荷電を与えるため
には、前記のように導電性捕集体が板状である場合は導
電性ワイヤを多数設ける必要がある。そこで、ミスト捕
集筒とし内部に導電性ワイヤを設けることにより、少数
の導電性ワイヤでかつ長時間の荷電を与えることができ
るようになる。慣性力はこのミスト捕集筒の一部を折り
曲げた構造とすることで利用可能である。この場合もミ
スト捕集筒の曲がり部を避けて、その上流の位置に荷電
部を設置することにより、微細ミストに有効に電荷が加
えられることになる。さらに、この荷電部の下流にさら
に筒の曲がり部を２個所設ける、又は折り曲げ部の間に
荷電部を設けることによりミスト捕集筒の内壁との接触
効率が向上するため、電荷を受けたミストが除去されや
すくなる。

【００２８】ミスト捕集筒の出口付近にサイクロンを設
けることにより、ガス流中の電荷ミストは遠心力を受け
る。この遠心力により電荷ミストはサイクロンの壁面を
飛行するが、クーロン力により電荷ミストが壁面に引き
寄せられ除去される。また、ミスト捕集筒の構造とした
場合、筒内部に気流の旋回を行わせるツイスター（tw
ister）を設けることにより、筒内部に入ったミストは
ツイスターの壁面に慣性衝突し除去される。この部位で
除去されなかったミストもツイスターによる遠心力で、
筒内壁面に押しつけられ除去される。残りのミストはガ
ス流に同伴して旋回を続け、導電性ワイヤを張った荷電
域に導いて荷電を与えることにより、効率よい荷電が残
りのミストに与えられ除去されやすくなる。以上はミス
トについて説明したが、ミスト及びダストよりなる微粉
体についても同様な作用、効果を有し、本発明による微
粉体除去装置を、ミストエリミネータ又はダストエリミ
ネータと称してもよい。

【００２９】本発明の効果を実証するため図６に示す装
置により実験を行った。この時のガス流速は１．５ｍ／
ｓ、実験ミストＭは蒸留水をミスト発生機４０により供
給した。この時のミスト粒径分布は図７に示す分布であ
り、粒径１μｍ以下のミストは全量の約７０％であっ
た。実験は、荷電部に負極性直流高電圧を放電線４２と
接地板４６との距離１ｃｍあたり６ＫＶ印加し、荷電部
の直後にＳＵＳ製の波板４５を設置した場合と設置しな
い場合とで行った。代表的な実験結果を図８に示す。捕
集量は供給ミスト量Ｃｏと残存ミスト量Ｃとの比の対数
として表示した。この結果、各ミスト粒径の除去率は、
いずれの場合も波板４５を設置した場合の方が設置しな
い場合よりも高くなり、平均径０．４μｍで波板のある
場合は、波板のない場合の約２倍の捕集量が得られた。
これにより、波板が除去性能を向上させることが明らか
となった。また、この結果は、同じ除去率を得る場合に
波板を設置した場合の方が設置しない場合よりも荷電力
を低下させることができることを示している。荷電力の
低下は、電力コストを低下させると同時に安定した放電
を維持するのに効果がある。

【００３０】以上の実験結果からも導電性の慣性衝突体
（導電性捕集体）と荷電部とを組み合わせることが、ダ
スト及びミスト除去に有効であることは明らかであり、
本発明により低コストで効率のよい微粒体除去装置を提
供することが可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、導電性捕集体と放電体
との間にコロナ放電を起させることにより、ダスト及び
ミストを荷電させて導電性捕集体に捕集し除去すること
が可能となり、除去効率がよくかつ低コストの装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１のガス流及び液のフローを示す図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図５】図４に示す筒型導電性捕集体の断面図である。

【図６】本発明の効果を確認するミスト除去実験装置の
平面断面図である。

【図７】実験用のミストの粒径分布を示すグラフであ
る。

【図８】波板の有無によるミスト粒径と捕集量との関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

１０微粒体除去装置１１微粒体捕集エレメント１２導電性ワイヤ１３高電圧線１４高電圧発生装置１５導電性捕集体１６アース線１７衝突部２０脱硫装置２１微粒体捕集エレメント２５導電性捕集体２６スプレイ２７ミスト受け３０ミスト捕集筒３１ミスト衝突傘３２架橋物３３支持碍子３４ワイヤ格納体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０３Ｃ 3/47 (72)発明者谷口憲昭広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガス中の亜硫酸ガスを除去する湿式脱
硫装置吸収塔に接続し、該湿式脱硫装置吸収塔の処理排
ガス中のミスト及びダストよりなる微粒体を、内蔵した
微粒体捕集エレメントにより除去する微粒体除去装置に
おいて、前記微粒体捕集エレメントは、互いに対向する
それぞれの面で少なくとも１つのほぼ平行なガス流路を
形成する複数の導電性捕集体と、それぞれのガス流路の
ほぼ中央に装着される放電体と、それぞれの放電体とそ
れぞれの導電性捕集体との間にコロナ放電を起すように
それぞれの放電体に直流の高電圧を印加する手段とより
なることを特徴とする微粒体除去装置。
【請求項２】それぞれの放電体は、導電性ワイヤ、導
電性柱又は導電性突起により形成されることを特徴とす
る請求項１記載の微粒体除去装置。
【請求項３】それぞれの導電性捕集体は、波型に形成
されるとともに並列に配列されることを特徴とする請求
項１又は２記載の微粒体除去装置。
【請求項４】それぞれの導電性捕集体は、円形又は多
角形の断面を有する筒型に形成され、かつガス流路の上
流部の断面積が下流部の断面積より大きく形成されるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の微粒体除去装置。
【請求項５】それぞれの導電性捕集体は、筒型のガス
出口部が液体中に設置されることを特徴とする請求項４
記載の微粒体除去装置。
【請求項６】それぞれの導電性捕集体は、筒型の中間
部を折り曲げて形成されるとともに下流部に放電体が設
置されることを特徴とする請求項４又は５記載の微粒体
除去装置。
【請求項７】それぞれの導電性捕集体は、筒型の中間
部を２個所折り曲げて形成されるとともに該折り曲げ部
の間に放電体が設置されることを特徴とする請求項４又
は５記載の微粒体除去装置。
【請求項８】それぞれの導電性捕集体は、筒型のガス
出口部がスクラバーと結合されることを特徴とする請求
項４〜７のいずれか１項記載の微粒体除去装置。
【請求項９】それぞれの導電性捕集体は、筒型の内部
にツイスターが設置されることを特徴とする請求項４〜
８のいずれか１項記載の微粒体除去装置。