JPS5919742B2 - 移動式電気集じん方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高い電気抵抗をもつ微細な難捕集性の粒子を
除去することのできる産業用電気集じん方法に関する。

事業用や産業用の各種ボイラまたはセメントの焼成炉や
金属の焼結炉などから排出されるガスには多量の粉じん
が混入しており、これを除去するためにＰ布やサイクロ
ンまたは電気集じん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、かつできるだけ少ないエネルギーで長期間
にわたり、確実に許容値を達成しようと思うと、これま
での機器ではまず不可能である。

例えば、石炭焚ボイラーからの排ガス中には数十？／ｒ
ｒｌＨの粉じんが含まれているので、これをサイクロン
を通して粉じん量を数千η／ｍＮ程度に下げ、つづいて
電気集じん装置で処理して５０〜１００ｍｇ／ ｍ’Ｎ
程度にまでは下げることができる。

しかし、さらに低い粉じん量例えば２０〜３０ ｍ９／
ｍ”Ｎ以下に下げようと思えば、アンモニアガスを注
入したり、水を散布するなどの特別な手段を講じること
が考えられ、実験室的には成功しているが、経済性、二
次公害の防止、運転安定性などを考慮すると、これまで
工業的に成功した例はない。

本願発明者らは排ガス中に含まれる粉じん粒子の物性や
電極上に捕集されたときの粉じん粒子の挙動並びに剥離
機構を詳細に検討した。

例えば石炭燃焼ボイラーの排ガス中に含まれるフライア
ッシュと呼ばれるダストはその５０〜９０重量％がシリ
カ、アルミナなどの鉱物質であり、これらの鉱物質はそ
の電気抵抗が１０１２〜１５ΩｃｒｒＬ（１５０℃）と
高（かつ粒子径が１μｍ以下から数十μｍと広い範囲に
分散している。

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、電極上での堆積位置も異なって
（る。

一般に大径の粒子は捕捉されやすく入口付近の電極上に
堆積するがサブミクロン粒子は捕捉されがたく、出口側
に偏在して析出する。

また小径粒子の電極面上への付着強度は各粒子のもつ電
荷によって生じ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ことが判った
。

しかし、堆積厚さがある一定値を越え、堆積層内の電位
傾度が１０に■／ｃＩｒＬ以上に達すると、逆電離ゾー
ンが発生し、それ以上の厚さに粒子が堆積しがたくなる
。

逆電離ゾーンが発生すると当然集じん性能が低下してし
まうので、高抵抗ダストを含有する粉じんを捕集する場
合には逆電離ゾーンの発生するような電位傾度を与えな
いうちに粉じんを剥離する必要がある。

乾式法で電極上に堆積した粉じんを剥離する手段として
、槌打法が広く採用されている。

しかし堆積した高抵抗の微細ダストを槌打法で剥離しよ
うとすると槌打回数を従来の十倍以上にしなくてはなら
ない上に、剥離した粒子が再飛散して処理ガス中の粒子
濃度を数十ｍ９／ ｍ’Ｎ以下にすることはできない。

刷毛などを用いて剥離する方法を試みたところ、粒子の
再飛散はかなり防止できたが、刷毛目状に粒子が残り、
完全に剥離することはきわめて困難であった。

また米国特許第３９１２４６７号明細書では、集じん板
が設けられた１条の連結した無端索条を周回させる電気
集じん装置が提案されている。

しかしながらこの電気集じん装置は、無端索条が長（な
り、集じん板がダスト除去装置に到達するまで時間がか
かり、剥離するダスト厚さを調整することは困難である
。

ダスト厚さを調整しようとすれば、無端索条のスピード
を上げなければならず、装置の耐久性がなくなる。

更に、特開昭４７−３２４６１号公報では、スチールベ
ルトを用いた電気集じん装置が提案されている。

しかしながら、この電気集じん装置は、スチールベルト
が上下端のドラムにより高温下で湾曲され、破損する欠
点がある。

また、スチールベルト裏面に付着したダストは上方のド
ラムと接触する際にダストが剥離し、補集したダストを
再飛散させる欠点がある。

本願発明者らは剥離した粒子の再飛散を完全に防止する
機構を提案した上で、刷毛によって電極面上から堆積粒
子を完全に除去することのできる手段を見出した。

これによって、電気抵抗が１０１１Ωぼ以上の高い値を
もつ粒子を数千ｍ９／ ｙｙｆ’Ｎ含んだガスを、粒子
の含有量を数十ヤ／ｍ”Ｎ程度にまで低下せしめること
ができた。

この発明の目的は、捕集効率のきわめて悪い、高電気抵
抗粒子を含んだガスを高い集じん効率で処理することの
できる、電気集じん方法を提供するにある。

本発明はダストが僅かに堆積した集じん電極を被処理ガ
スのガス流の影響のない弁葉じん領域に移動させ、こ又
でダストを剥離させ、再び集じん電極を集じん領域に復
帰させることを特徴とする電気集じん方法にある。

ダストが電極面上に付着する付着強度は堆積厚さが数百
μｍ以下の範囲で堆積厚さに比例して増大すること、１
００μｍ程度以下ならば簡単なブラッシングで完全に剥
離が行なえること、を見出して本発明に至った。

したがって、ダストを剥離する回数はできるだけ頻繁で
あることが剥離しやすさの点からは望ましい。

しかし、ダストを剥離するために集じん電極板を集じん
領域から弁葉じん領域に移す移動速度を過度に高めるこ
とは装置の耐久性から考えて望ましくな（、むしろ、ダ
ストの性状ならびに除しん効率をもとにして最適除しん
回数を定める方がよい。

高電気抵抗ダストの剥離はダストの堆積厚さが１００μ
ｍ以下、好ましくは２０〜６０ｍμ堆積した時点で剥離
が行なわれるように電極の移動速度を定めるとよい。

ダストの堆積速度は電気集じん装置入口のガス中におけ
るダスト濃度に左右されるので、入口ガスのダスト濃度
を測定し、これによって集じん電極の移動速度を制御す
ればよい。

また、出口ガスの測定値にもとづいて電極の移動速度を
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ときおり測
定し；これにもとづいて電極の移動速度を設定し直すこ
ともできる。

第１図は本発明の移動電極を有する電気集じん装置の概
略図である。

電気集じん装置のチャンバー１０には入口ガスダクト１
２と出口ガスダクト１４とが接続し、被処理ガスは左側
から右側へ流れる。

捕集されたダストは底部のホッパー１６から排出される
。

集じん電極２０は矩形の板状をし、周回する索条３６に
両端で固定され、上部の駆動プーリー３４と下部のプー
リー３５との間を移動する。

放電電極２２は柵状で集じん電極２０と対向している。

放電電極２２は固定しており、集じん電極と対向してい
る領域Ａで集じん作用が主として起こるので、この領域
を集じん領域と、それより下の領域Ｂは弁葉じん領域と
称す。

駆動プーリー３４はシャフト３２を介して、可変駆動源
３０につながれている。

弁葉じん領域部Ｂはダスト剥離器４０が設けられ、集じ
ん電極２０に堆積したダストを剥離する。

ダスト剥離器４０はホルダー４２により保持されている
が、ホルダー４２の機構により微震動が与えられたり、
押圧力が調☆☆節される。

出口ガスダクト１４にダストモニタ３９が設けられ、こ
れからの電気信号を比較調整器３８に入力し、その出力
で可変駆動源３０を制御する。

放電電極２２は母線２３を介して荷電電源に、集じん電
極は接地極につながれる。

入口ガスのダスト濃度を１００即／ｍ’Ｈに一定にし、
ダストの電気抵抗を１〜２Ｘ１０８Ω口及び１〜５×１
０１３Ω儒の２種類について、第１図の装置を用いて、
集じん実験を行った。

可動集じん電極の移動速度を変えて、ダスト剥離時の平
均堆積厚さを４０．９０．１６０μｍに調整したときの
出口ガスのダスト濃度を測定したところ、第１表に示す
結果を得た。

こ瓦で電極の印加電圧５０、ＫＶ、集じん電極を基準と
する放電電流は１ｍＡ／ｒｎ：である。

電気抵抗の小さなダストの場合には剥離時の堆積厚さに
は関係なく、は、Ｖ９０％の除しん効率をあげることが
できる。

しかし、集じんしに（い１０１３Ω儒オーダのダストの
場合、剥離時の堆積厚さをコントロールすることは除し
ん効率によい影響を与えることが判る。

実験Ａ６のケースではダストの剥離が不均一となって局
部的に逆電離現象が生じ、これが集じん効率を極端に悪
化させる原因になっている。

第２図は実規模の除しん装置に適用した例のフローシー
トである。

発しん源１から温度２１０℃毎時９９０００ｍ”Ｈのガ
スが発生する。

ダストの含有量２５０±２５ ｍ９／ ｍ３Ｎ１ダスト
はアルミナ２８〜３０重量％、シリカ６８〜７０重量％
、カーボン０．３重量％、その他０．１重量％の組成を
もち、見掛電気抵抗８〜１７Ｘ１０１３Ωαである。

１次電気集じん装置３は槌打式でダストを剥離する従来
方式によるもので、１区の集じん電極は９００ｍ”、印
加電圧２２ＫＶ、放電電流４００ｍＡ。

２区の集じん電極９００ｍ、印加電圧２５ＫＶ、放電電
流６００ｍＡである。

２次電気集じん装置５は本発明に係るもので、集じん電
極板が移動するものであり、その外観を第３図に示す。

２次電気集じん装置５０入ロガスは温度２００℃で、出
口ガス温度１９０℃である。

集じん電極は８連が１組になり、その総室極面積は７５
０ｒｒｊ：である。

印加電圧４５に■、放電電流６００ｍＡ、電極の移動速
度０．５ｍ／分であり、約５０分に１回の割合でダスト
剥離を行う。

ダストの設計堆積厚さは２０±１０μｍである。

第２図において、２次電気じん装置５を出たガスは煙突
７から大気中に放出される。

第３図は第２図の２次電気集じん装置であり、入口ガス
は入口ガスダクト１２から入り、ガス分散板１３を通っ
て放電電極２２と集じん電極２０とによって形成される
電気集じん領域に入る。

集じん電極２０はガス流れ方向が２．５ｍ、高さ０．７
５ｍの矩形状板であり、これを２４枚または２６枚で一
連とし、上部の駆動プーリー３４と下部のプーリー３５
との間で上下に移動する。

集じん電極２０に堆積したダストは回転するプラシング
機構をもったダスト剥離器４０によって除去され、底部
のホッパーに貯まる。

第２図のフローシートにもとづいた装置で５０日間の連
続実験を行った結果を第２表に示す。

第２表において予備実験１は所定負荷で運転した場合の
、予備実験２は発じん源１からのガスの半量を直接煙突
７から放出し、１次電気集じん装置３の負荷を半分にし
た場合のデークである。

第２表の通り、従来方式の集じん装置では除去できない
ダストを本発明の方法を適用することによって完全に除
去することができるようになった。

前記の実施例においては従来方式の電気集じん装置と本
発明の電気集じん装置とを組合せたが、勿論、前段を本
発明の電気集じん装置に置換えることも、さらに前段を
遠心脱しん器やＰ布タイプの集じん器にすることも可能
である。

前段に本発明の電気集じん装置を採用する場合には、ダ
スト剥離時の若干のダストの再飛散は許容できるので、
弁葉じん領域で槌打するなどの方法で、ダストの剥離を
行なうこともできる。

本発明の方法は従来の電気集じん装置では除去しにくい
ダストを含有するガスを対象にして、きわめて高い集じ
ん性能を発揮することができる。

また、構造的にも同じ性能を発揮するのに体積として約
％〜％程度になり、装置がコンパクトになるので、装置
の立地条件上からもきわめて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる小型電気集じん装置の概
略図である。 第２図は本発明の方法を実施するためのフローシートの
一例であり、第３図は実規模装置の概略図である。 符号の説明、１０・・・・・・チャンバー、２０・・・
・・・集じん電極、２２・・・・・・放電電極、３０・
・・・・・可変駆動源、３６・・・・・・索条、４０・
・・・・・ダスト剥離器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上方で所定距離を置いて配置され可変駆動源により
   回転させられる一対の主動輪と、主動輪の下方に主動輪
   と対応して配置された一対の従動輪と、主動輪と従動輪
   とに張設された一対の無端索条と、一対の無端索条間に
   その長手方向がガス流と平行に配置されると共に上下方
   向に所定間隔で配置され、その両端中央部が無端索条に
   固定されて無端索条と共に移動する矩形状の複数の集じ
   ん電極板とを備えた集じん電極板移動装置を複数個並列
   に設けると共に、上下方向に構成される複数の集じん電
   極板列間の中央位置に集じん領域を形成する放電極を設
   けた移動式電気集じん装置を用いて、ダストの堆積厚さ
   を１００μｍ以下の厚さで剥離することを特徴とする移
   動式電気集じん方法。