JPS60227851A - 電気集塵装置の予備荷電装置 - Google Patents

電気集塵装置の予備荷電装置

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JPS60227851A
JPS60227851A JP8598484A JP8598484A JPS60227851A JP S60227851 A JPS60227851 A JP S60227851A JP 8598484 A JP8598484 A JP 8598484A JP 8598484 A JP8598484 A JP 8598484A JP S60227851 A JPS60227851 A JP S60227851A
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Yutaka Nakayama
豊 中山
Sakao Sugiura
杉浦 坂男
Takashi Yagyu
柳生 隆志
Yoshi Yagi
八木 嘉
Kazutaka Tomimatsu
一隆 富松
Yoichi Matsumoto
陽一 松本
Hiroyuki Katayama
博幸 片山
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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】 本発明は電気集塵装置の予備荷電装置に係り、特に一般
産業用の高抵抗ダストヲ扱うプロセス(例えば石炭火力
用、セメント用、あるいはまた焼結機用等)に適用し得
る電気集塵装置の予備荷電装置に関する。
従来の電気集塵装置t (EP)はダスト抵抗が高くな
りその固有抵抗値がl O” −I Q”lj −cm
 を越える様になると集塵極に堆積したダスト層内での
絶縁破壊、いわゆる逆電離現象を生じるため、大幅な捕
集性の低下があり、石炭火力用あるいは焼結機用BPな
どの高抵抗ダストを取扱う場合には、一般に捕集性の低
下を補うべくEP容蓋を大きくして対応している。
このため、高抵抗ダスト対策として抽々の試みがなされ
ており、その1つとして空気清浄器などで広く実用化さ
れている2数式EP(Tw。
stage EP入すなわちダストに荷電を与える帯電
部と高電界でダストを集塵する#e塵部とに分け、高電
界部で電流t−極力少なくすることにより逆電離を抑制
する方法(逆電離の始発条件はρd×id≧Edcであ
り、ダスト抵抗ρdが高くてもダスト層を流れる電流i
d が少なけれはタ′スト層の破壊耐圧Edcを越えな
い。)を一般産業用へ適用しようとす試みがある。しか
しこの場合もダストの帯電部における逆電離の抑制が難
しく、現在いろいろな方式が試みられている。
例えば、パイプ′ftt極とし℃使用し、パイプの中に
水を流すことにより電極を冷却しダストの電気抵抗を下
げ逆電離を抑制する方式、あるいはまた集塵極と放電極
の間に第3の電極を設け、逆電離時に発生する逆極性の
イオンを吸収することにより逆電離を抑制しようとする
第3電極方式などがある。
また荷電制御の工夫により、逆電離を起こすことな(ダ
ストに電荷のみを与えるボクサーチャージャと称する粒
子荷電装置(特許願昭和52年第106400号他)な
ども提案されている。
しかしこれらの方法はいずれも一般産業用の商用規模で
の実機化が困難なため、実用化には至っていない。
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは、処理カスの条件に従い常にダストに
与える電荷量を最大にし得る電気集血装置の予備荷電装
置を提供することにある。
本発明による電気集塵装置の予備荷電装置は、長手方向
に均一な断面を有する放電極と一様な電界分布を形成し
得る集塵極との両電極の間に直流高電圧とパルス高電圧
と全重畳印加する予備荷電部と、この予備荷電部の出口
のダスト帝itを検出する手段と、この手段により検出
される上記ダスト帯電iを上記予備荷電部の直流高電圧
とパルス高電圧とにより制御する手段とを具備してなる
ことを特徴とし、2般式EPにおいて、予備荷電部の出
口のタ゛スト帯電童を検出し、予備荷電部の放電極に印
加するパルス高電圧と直流高電圧(ベース電圧)と全制
御することにより、予備荷電部でダストに与える′電荷
ti最大にするようにフィードバック制御し、これによ
り前記従来の欠点を解消し得るようにしたものである。
本発明の一実施例を添付図面に基いて詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す砥略図、第
2図は第1図における予備荷電部の電極構成を示す平面
図、第3図および第4図はそれぞれ第2図の電極に対す
る印加電圧波形図、第5図は第2図に示す電極に電圧を
印加したときの電圧−電流特性金示す図、第6図は第2
図の電極にパルス高電圧を印加するためのパルス高電圧
発生回路を示す図、第7図は第1図における予備荷電部
の電源構成を示す図、第8図は本発明の一実施例におけ
るパルス電圧およびベース電圧と予備荷電部用ロダスト
帯電量との関係を示す図、舘9図は本発明の一実施例に
おけるパルス荷電時の電圧−電流特性を示す区である。
第1図において、lは主としてダストに電荷を与える予
備荷電部(帯電部)、2は主として集塵を行なう集塵部
であり、これらの帯電部lと集塵部2との組合せにより
2般式EPが構成され、且つ帯電部lには、後述の如く
長手方向に均一な断面を有し、高電界強度を得ることが
できる放電極と、一様な電界分布を形成し得る集塵極と
を組合せ、これら両電極の間に、主電界を形成する直流
高電圧(ベース電圧)と数lOμS〜数100μsのパ
ルス幅を有するパルス高電圧を重畳印加することにより
、ダストに電気業塵に必要な電荷を与えるようになされ
ている。
第2図に示された電極構造は、通常の直流荷1M、(第
3図にその印加電圧波形を示′1−)では高電界・低電
流、すなわち第5図に示す様な電圧−電流特性ケ呈する
角あるいは丸棒の、あるいはまた同等の形状を有する長
手方向に均一断面を有する放電極3及びパイプあるいは
平板よりなる高電界を形成しうる集塵極4を組み合わせ
たものである。この電極群のうち放電極3に第2図中に
示されるパルス電源5、通常直流電源6、カップリング
コンデンサ7の典型的な構成でパルス荷電することによ
り、第4図に示す様な印加電圧波形を与える。パルス電
源5は、第6図に示す様に高圧発生トランス8、ダイオ
ード9、充電抵抗10により内部主コンデンサ11に蓄
えられた電荷をスパークギャップ、あるいはサイリスタ
+還流ダイオードなどのスイッチング機構z2により瞬
時放電し、急峻な立上りをもつパルス高電圧を発生する
ものである。
また、カップリングコンデンサ7はIくルスを詠5より
発生したパルス高電圧V、と通常の直流電圧(ベース電
圧)VBt容量結合するもので、その結果、第4図の様
にベース電圧VBにノくルス高電圧V、が重畳した印加
電圧成形ft得る。
第7図は本発明における予備荷電装置の電源部構成を示
すもので、第7図において13はベース電圧VB(74
の高圧変圧整流器出力に等しい)調整用の交流電力調整
装置、14は、ベース電圧”Bs前記コロナ電流i(ベ
ース電流)を供給する高圧変圧整流器、15は高圧変圧
整流器14を予備荷電装置内部で発生する火花放電と、
パルス電圧■、から保護する目的の直流リアクトル、1
6はコロナ電流t(i流フィードバック信号a)検出用
の電流検出器、17はベース電圧VB(14L圧フイ一
ドバツク信号b)検出用の電圧検出器、18は、パルス
電圧V、(高圧変圧器19の出力と正の相関がある。)
調整用の交流電力調整装置、19は筒圧変圧器、20は
高圧変圧器19の出力を半波整流するためのダイオード
、21は、急峻なサージから篩圧変圧器19を保咳する
ための充電抵抗、22は/くルスを発生するための電荷
をためておく主コンデンサ、23は前記スイッチング装
置、24はノくルス電圧■pを発生させるための成形整
形用抵抗(放電抵抗)、25は高圧変圧器19の低圧側
電流(電流フィードバック信号C)検出用の電流検出器
、26は主コンデンサ充電電圧VC(電圧フィードバッ
ク信号d)検出用の電圧検出器、27は、パルス電圧V
p(電圧フィードバック信号e)検出用の電圧検出器、
28は、I(ルス電圧■、とベース電圧Vnt−容童結
合するためのカップリングコンデンサ、29は予備荷電
装置出口ダストの単位質量当たりの電荷ft(q/M)
を検出するq/M検出部、30はq/M検出部29かも
の検出信号fによりq/M を算出し、フィードバック
信号gに変換するq/M算出部、31は、予備荷電装置
出口ダスト帯電量が最適になる様なパルス電圧Yp1ベ
ース電圧VBの最適値を演算し、それに応じた制御指令
を出力する制御部、32は、パルス電圧vp胸整指令出
力部、33はベース電圧Vn調整指令出力部である。3
4はEP出ロダスト濃度検出部である。
信号関係の構成は第7図a−kに示される様に、制御部
31へフィードバック信号として、コロナ電流信号(ベ
ース電流)a、ペース電圧伝号b1パルス電圧発生電源
低圧狽U電流信号C1主コンデンサ充電電圧信号d、パ
ルス電圧信号e及び単位質蓋当たりのダスト電荷量(q
/M)信号q’に与える。その結果として、前記パルス
電圧■p、ベース電圧VBの調節指令り、i及びj、k
をそれぞれの交流電力調整装@ZS。
18へ送る。また、EP出ロダスト濃度検出部34で検
出されたEP出ロダスト濃度は信号lとして、制御部3
1へ送られる。
上記本発明の一実施例の作用について説明する。
前記第2図に示した1&群を用いた予備荷電装置にパル
ス荷電を適用した場合の電圧−電流特性(ベース電圧−
コロナ電流)が第5図の様になることが実験的に確かめ
られている。つまり、パルス電圧■2、ベース電圧VB
を調節することにより、予備荷電装置内放電極−バイブ
電極間に流れるコロナ電流(ベース電流、a)を変化さ
せることができる。また第5図は前記逆電離現象を容易
に生じる様な高い電気比抵抗をもつダストの場合の特性
で、パルス荷電では、特性曲線に顕著な折れ曲りが存在
することが実験的に確かめられている。この折れ曲がり
以降(右上の部分)の急激な電流の上昇から、この部分
が逆電離開始点と考えられる。ベース電圧の上昇に伴い
第8図に示す様に予備荷電装置出口ダストの単位質賃当
りの帯電Mq/Mは逆電離開始から次第に激しくなるに
つれ、ダスト、パルス電圧V、などの条件により決まる
ベース電圧VBにおいて最大になり、その後q/Mは高
抵抗ダストの場合低下し始める。
本発明において利用した電極群は以上の様に本来極めて
商い電界を維持できる構造であること、パルス荷電によ
り、コロナ′亀流を調節することが可能であること、ま
たパイプ電極は、電極表面上の電流密度分布が均一にな
り、逆電離現象が起こりにくいことが夾験的に確かめら
れていること、などの理由により、予備荷電装置に極め
て適していると考えられる。
ところがこの様な構成にあっても前述の様に、著しく高
い電気比抵抗を呈するダストの場合、逆電離による予備
荷電性能低下が起こる可能性がある。そのために、本発
明では予備荷電装置出口単位質菫尚りのダスト電荷量(
q/M)、EP出ロダスト濃度及びパルス電圧vp、ベ
ース電圧VB、ベース電流Inff1フィードバック信
号として入力し、最適な荷!童を得るために、パルス電
圧vp、ベース電圧■Bを制御する。
第7図に従い具体的な動作を以下に述べる。
くベース電圧、電流調整〉 商用!諒を交流′鴫力調整装置13により、制御部31
→指令出力部33からの信号レベルに従って交流電力調
整を行ない、高圧変圧整流器14により直流高電圧を発
生する。後述の制御に基づき、ベース電流低圧側電流4
8号(ベース電流)aと直流高電圧信号(ベース電圧)
bをフィードバック信号として制御部31に入力し、そ
こで決定されたベース電圧Vll調整される様、刻々と
交流電力調整指令(ベース電圧VnJA1節指令)i、
kを出力する◎ くパルス電圧■、調整〉 後述の制御に基づき決定されたパルス電圧■。
調整指令り、jにより、商用電源を交流電力調整装置1
8で交流電力調整を行ない、高圧変圧器19で交流高電
圧を発生する。
この交流高電圧はダイオード20で手技整流され、主コ
ンデンサ22に負電荷がチャージされ、スイッチング部
23のスイッチ7グによりその電荷が瞬間的に放電され
るときに、波形整形用抵抗24で急峻なパルス高電圧か
発生する。
パルス電圧は前記低圧側交流電力により調整される。こ
のパルス電圧vpは前記ベース電圧VBとカップリング
コンデンサ28で容量結合され、ベース電圧に、パルス
電圧が重畳して、予備荷′亀装置放電極に印加される。
く制御方法〉 第8図に、パルス電圧■2、ベース電圧VBと出口q/
Mとの高抵抗ダストにおける一般的な関係(−例)を示
すが本特性をもとに制御部31に出口q/M 信号gと
パルス電圧vp信号e及びベース電圧VB信号bl入力
することにより、例えば■pを一定にしておきVn’e
徐々に高くし、q/Mの最大条件をめる方法、あるいは
、Vnt−高くしたときに火花が起ったとき、Vn k
下げ■、を上げてq/Mの最大条件をめる方断どにより
、出口q/Mffi最大あるいは、任意にコントロール
することができる。
第8図でq/M 変化曲線にピークがあるのは内部逆電
極あるいは、電極間の火花発生(VBはこの要因で制限
を受ける)により、V、 、 VBの兼ね合いで予備荷
電性能が低下し始めるからである。
また、前述の様に、制御部31にはEP出ロダスト濃度
信号をフィードバックしているので、予備荷電部用ロダ
スト電荷量とBP出ロダスト隷度との相関を調べること
ができる。この相関は、実験によって得られるものであ
るが、本構成によって、予備荷電部後置集腺室の荷電制
御を一定にした状態で前記の方法で予備荷電都田ロダス
ト電荷蓋を最大、あるいは任意の値にコントロールする
ことにより、EP出ロダスト濃度を最少あるいは任意の
設定レベルにコントロールすることができる。
以上述べた様に下記の点で本発明による予備荷電装置は
、前述の予備′fT電装置に要求される条件を極めてよ
く満足する優れた効果を努するものである。
■ 通常の直流荷電では高電界・低電流を呈する様な(
第5図にその一例を示す)第2図に示す如き角あるいは
丸棒の放電極とパイプ形状あるいは平板よりなる高電界
を形成するような集塵極で構成したため、通常のトゲ付
き放電極などに比べ、著しく高い電界′ff:i&持す
ることかできる。
■ 上記放電極−集塵極にパルス荷電を適用することに
より、高電界を維持したまま、必要なコロナ電流を得る
ことができる。
■ パルス電圧■pおよびベース電圧Vnkフィードバ
ック制御することにより、パルス荷電時の電圧−電流特
性(VB−IB特性)に基づき、逆電離の発生する様な
高い電気比抵抗のダストの場合に、逆を離開始点7に認
識することができるので、逆電離を極力抑えた条件で、
運転することが可能である。
また、予備荷電装置用ロダストq/Mt−検出し、フィ
ードバックすることにより、出口ダストq/Mを最大、
あるいは、任意の値にコントロールすることができる。
さらに予備荷電部員ロダスト帯電菫、EP出ロダスト諌
度をフィードバック信号として取り入れているので、E
P出ロダスト濃度を最少、あるいは任意の設定レベルに
する様に、予備荷電部用ロダストM電1jkを予備荷電
部数電極に荷電するパルス電圧vpと主ベース電圧Vn
′ft調節することによりコントロールすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す概略図、第
2図は第1図における予備荷電部の電極構成を示す平面
図、第3図および第4図はそれぞれ第2図の電極に対す
る印加′電圧波形図、第5図は第2図に示す電極に電圧
を印加したときの電圧−電流特性を示す図、第6図は第
2図の電極にパルス高電圧を印加するためのパルス高電
圧発生回路を示す図、第7図は第1図における予備荷電
部の電源構成を示す図、第8図は本発明の一実施例にお
けるパルス電圧およびペース電圧と予伽荷電部出ロダス
ト帯′ktitとの関係を示す図、第9図は本発明の一
実施例におけるパルス荷電時の電圧−電流特性を示す図
である。 l・・・予備荷電部、2・・・集塵部、3・・・放電極
、4・・・集塵極、5・・・パルス電源、6・・・通常
直流電源、29・・・q/M検出部、3θ・・・q/M
算tB部、3ノ・・・制御部。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦 O ○ ○ 沖3図 □ 8今Gn 片5図 (kV) 沖4図 一門 沖6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 長手方向に均一な断面を有する放電極と一様な電界分布
    を形成し得る集塵極との両電極の間に直流高電圧とパル
    ス高電圧と17rX畳印加する予備荷電部と、この予備
    荷電部の出口のダスト帯電tを検出する手段と、この手
    段により検出される上記ダスト帯電量を上記予備荷電部
    の直流高電圧とパルス高電圧とにより制御する手段とを
    具備してなることを特徴とするX気集塵装置の予備荷電
    装置。
JP8598484A 1984-04-27 1984-04-27 電気集塵装置の予備荷電装置 Granted JPS60227851A (ja)

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JPH0157622B2 JPH0157622B2 (ja) 1989-12-06

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014006736A1 (ja) * 2012-07-06 2014-01-09 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 集塵装置
US20210364177A1 (en) * 2020-05-23 2021-11-25 Lawrence Livermore National Security, Llc Disinfection system with high throughput and low power requirements

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