JP3572236B2

JP3572236B2 - 電気集塵装置

Info

Publication number: JP3572236B2
Application number: JP2000048421A
Authority: JP
Inventors: 博幸片山; 勝久小嶋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP2001232235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気集塵装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気集塵装置の概略横断面図である図１７において、入口ダクト１は、拡大ダクト２を介してケーシング４の一端に接続されている。そして、ケーシング４の他端は、絞りダクト５を介して出口ダクト６に接続されている。
【０００３】
拡大ダクト２内には、多数の通気孔を形成した多孔板３，３’が配設され、またケーシング４内には、含塵ガスの流通方向に沿って集塵部Ｅ１，Ｅ２が順次配設されている。これらの集塵部Ｅ１，Ｅ２は、ケーシング３の幅方向に平行配列する多数の放電極７と、これらの放電極７に対向する態様で配列する多数の集塵極８とを備えている。
【０００４】
含塵ガスは、入口ダクト１を介して拡大ダクト２に流入し、この拡大ダクト２の拡散作用によってその流速が低下する。そして、多孔板３，３’によってその流れが一様化された後、集塵部Ｅ１，Ｅ２を順次通過する。
集塵部Ｅ１，Ｅ２の放電極７と集塵極８間では、それらに印可された高電圧によってコロナ放電が発生する。したがって、放電極７と集塵極８間に流入する含塵ガス中のダスト（例えば、Ｓ０_３の微粒子）は、上記コロナ放電によって荷電された後、放電極７と集塵極８間に作用するクーロン力によって集塵極８に捕集される。
なお、湿式の電気集塵装置においては、集塵極８に捕集されたダストが洗浄液によって洗い流される。また、集塵部Ｅ２を通過した除塵済みのガスは、絞りダクト５を介して出口ダクト６に排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記電気集塵装置においては、集塵部Ｅ１，Ｅ２における含塵ガスの流速分布を一様化するために多孔板３，３’を設けている。しかし、含塵ガスの流通路の形状や、入口ダクト１に流入する含塵ガスの流速分布の偏り等の影響を受けて、実際には、流速分布が十分に一様化されず、そのため、集塵効率が低下するという問題を生じている。
本発明の課題は、このような状況に鑑み、含塵ガスの流速分布をより一様化して集塵効率を向上することができる電気集塵装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、拡大ダクトによって拡散された含塵ガスを、該拡大ダクトに配設した第１の多孔板を介して集塵部に流入させ、この集塵部から流出する除塵済みのガスを絞りダクトを介して排出するように構成された電気集塵装置であって、前記絞りダクトに第２の多孔板を配設するようにしている。
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、前記第２の多孔板の開口率を１０〜３０％に設定している。
請求項３に係る発明は、拡大ダクトによって拡散された含塵ガスを、該拡大ダクトに配設した第１の多孔板を介して集塵部に流入させるように構成された電気集塵装置であって、前記拡大ダクトに前記含塵ガスを送り込む入口ダクトに第２の多孔板を配設している。
請求項４に係る発明は、拡大ダクトによって拡散された含塵ガスを、該拡大ダクトに配設した多孔板を介して集塵部に流入させるように構成された電気集塵装置であって、前記拡大ダクトの上壁および下壁の拡がり方向長と、両側壁の拡がり方向長とを一致もしくは近似させた構成を有する。
請求項５に係る発明は、拡大ダクトによって拡散された含塵ガスを、該拡大ダクトに配設した多孔板を介して集塵部に流入させるように構成された電気集塵装置であって、前記多孔板の通気孔を、前記含塵ガスの流速分布に対応したパターンの開口率が設定されるように設けている。
請求項６に係る発明は、請求項５の発明において、前記多孔板を複数の領域に区分し、それらの領域の開口率を異ならせることによって前記含塵ガスの流速分布に対応した開口率を設定している。
請求項７に係る発明は、請求項５または６の発明において、前記多孔板に、開口率の一定な別の多孔板を併設した構成を有する。
請求項８の発明は、拡大ダクトによって拡散された含塵ガスを、該拡大ダクトに配設した多孔板を介して集塵部に流入させるように構成された電気集塵装置であって、前記多孔板に、該多孔板の面から突出する整流板を同心状に多列形成している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する図においては、図１７に示す要素と同一もしくは類似の要素に共通する符号を付してある。そして、以下においては、これらの要素についての説明を省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る電気集塵装置の第１の実施形態を示している。この電気集塵装置は、絞りダクト５の入口端部に多孔板１０を配設してあり、この点で図１７に示した従来装置と構成が相違する。
【０００９】
上記多孔板１０の開口率（全面積に対する開口部の比率）は、拡大ダクト２に設けられている多孔板３，３’の開口率よりも低く設定される。すなわち、多孔板３，３’の開口率は、たとえば５５％程度に設定されるが、多孔板１０の開口率は、たとえば１０〜３０％に設定される。
【００１０】
図２の（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図１のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面およびＣ−Ｃ断面におけるガスの流速分布を例示している。
ここで、上記多孔板１０を配設しない場合を考えると、この場合、集塵部Ｅ２から流出するガスの流速分布は、図２（ｃ）に鎖線で示すように、絞りダクト５および出口ダクト６の影響のためにケーシング４の中央部側で流速が大きくなる傾向の偏りを生じる。そして、このことは、集塵部Ｅ２を流通する含塵ガスの流速分布も同様な偏りをもつことを示唆している。
【００１１】
これに対して、上記多孔板１０を配設したこの第１の実施形態に係る電気集塵装置によれば、該多孔板１０の抵抗作用によってケーシング４の中央部を流通するガスの速度が抑制されるので、図２（ｃ）に実線で示すように、ガスの流速分布の偏りが是正されて、集塵部Ｅ２に一様な速度分布のガスが流通することになる。
かくして、この実施形態の電気集塵装置によれば、集塵部Ｅ１およびＥ２に一様な分布の含塵ガスが流通させて、集塵効率を向上することができる。
【００１２】
（第２の実施形態）
図３は、本発明に係る電気集塵装置の第２の実施形態を示している。この電気集塵装置は、入口ダクト１の出口側端部に多孔板１１を配設してあり、この点で図１７に示した従来装置と構成が異なる。
電気集塵装置の入口ダクト１には、脱硫装置１２から排出される含塵ガス（例えば、ＳＯ_３の微粒子）が連結ダクト１３を介して流入する。なお、連結ダクト１３の各コーナー部には、必要に応じて整流板１４が配設される。
【００１３】
脱硫装置１２から排出される含塵ガスは、該脱硫装置１２の構成上、符号１３ａに示すように流速分布が大きく偏っている。そして、この含塵ガスは、符号１３ｂおよび１３ｃで示すように、ほぼ当初の流速分布を維持した状態で連結ダクト１３内を流通する。
【００１４】
ここで、入口ダクト１に上記多孔板１１を設けない場合を考えると、この場合には、偏りの大きな流速分布をもつ含塵ガスが拡大ダクト２内にそのまま流入することになる。
拡大ダクト２に設けられた多孔板３，３’は、流路の拡大に伴う流速分布の偏りを補正する目的で設けられているので、当初から流速分布が偏った含塵ガスが拡大ダクト２に流入した場合、多孔板３，３’から流出する含塵ガスの流速の一様性が損なわれることになる。すなわち、多孔板３，３’から流出する含塵ガスは、鎖線で例示したように、上記流速分布の偏りに起因した流速分布の乱れを生じる。
【００１５】
これ対して、入口ダクト１に多孔板１１を配設した上記第２の実施形態に係る電気集塵装置によれば、該入口ダクト１に偏りの大きな流速分布をもつ含塵ガスが流入した場合でも、上記多孔板１１によって該ガスの流速が一様化されるので（符号１１ａ参照）、多孔板３，３’から流出する含塵ガスの流速分布も、実線で示すように一様化される。
それ故、この第２実施形態の電気集塵装置によれば、集塵部Ｅ１に一様な分布の含塵ガスを流入させて、集塵効率を向上することができる。なお上記多孔板１１は、必要に応じて複数枚多段配置することも可能である。
【００１６】
（第３の実施形態）
図４は、本発明に係る電気集塵装置の第３の実施形態を示している。なお、図４（ａ）は、ケーシング４を入口ダクト１側から見た正面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＤ−Ｄ断面図、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【００１７】
この電気集塵装置は、拡大ダクト２の上壁２ａおよび下壁２ｂの拡がり方向長Δｙと、両側壁２ｃ，２ｄの拡がり方向長Δｘとを一致もしくは近似させた構成を有する。なお、Δｘ，Δｙには、Δｘ＝（０．８〜１．２）Δｙの関係を持たせることが望ましい。
【００１８】
図４（ａ）に鎖線で示すように、上記長さΔｘ，Δｙが一定以上相違する場合には、つまり、壁２ａ，２ｂに沿った含塵ガスの広がり距離と、壁２ｃ，２ｄに沿った含塵ガスの広がり距離とが一定以上相違する場合には、含塵ガスの流速に乱れを生じる。そして、この流速の乱れは、図４（ｂ）および（ｃ）に鎖線で示すように、多孔板３，３’を通過した含塵ガスの流速分布に偏りを生じさせる。
【００１９】
一方、上記長さΔｘ，Δｙを一致もしくは近似させたこの第３の実施形態に係る電気集塵装置によれば、拡大ダクト１内における含塵ガスの流速の乱れを抑制することができる。その結果、図４（ｂ），（ｃ）に実線で示すように、多孔板３，３’を通過した含塵ガスの流速分布が一様化されて集塵効率が向上する。
【００２０】
（第４の実施形態）
図５は、本発明に係る電気集塵装置の第４の実施形態を示している。なお、図５（ａ）は、ケーシング４を入口ダクト１側から見た正面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＦ−Ｆ断面図、図４（ｃ）は、図５（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【００２１】
この電気集塵装置では、拡大ダクト２に１枚の多孔板３を配設してある。この多孔板３の中央部には、入口ダクト１から排出された含塵ガスが直接作用するので、該多孔板３のガス流入側における含塵ガスの流速は、この多孔板３の中央部において最も大きくなる。
このため、従来と同様に、多孔板３に同一な大きさの通気孔を等間隔で縦横に配列形成した場合、図５（ｂ），（ｃ）に鎖線で示すように、該多孔板３を通過した含塵ガスの流速分布が一様でなくなる。
【００２２】
そこで、この実施形態に係る電気集塵装置においては、多孔板３を図５（ｃ）のＨ矢視である図６に示すように形成している。
すなわち、この多孔板３は、その面を同心状の複数の領域Ａ１，Ａ２，Ａ３およびＡ４に区分し、これらの領域Ａ１，Ａ２，Ａ３およびＡ４における開口率ｍ１，ｍ２，ｍ３およびｍ４（％）をｍ１＜ｍ２＜ｍ３＜ｍ４という関係に設定してある。
もちろん、開口率ｍ１，ｍ２，ｍ３およびｍ４は、多孔板３に流入する含塵ガスの流速分布に応じて設定される。つまり、含塵ガスの流速分布に対応したパターンの開口率が得られるように設定される。
【００２３】
この実施形態に係る電気集塵装置によれば、１枚の多孔板３のみを使用しているにもかかわらず、図５（ｂ），（ｃ）に実線で示すように、含塵ガスの流速分布を効果的に一様化して集塵効率を向上することができる。
なお、上記実施形態では、開口率ｍ１，ｍ２，ｍ３およびｍ４を単位面積当たりの通気孔３ａの数によって設定しているが、通気孔３ａの大きさを変化させてこの開口率ｍ１，ｍ２，ｍ３およびｍ４を設定することも可能である。
また、上記実施形態では、多孔板３を４つの領域Ａ１，Ａ２，Ａ３およびＡ４に区分しているが、この区分数は、必要に応じて増減（通常は、３〜５の区分数で十分である。）することができる。
【００２４】
図７は、区分の形態が異なる多孔板３を示している。この多孔板３は、中央部領域Ａ５、上方中央領域Ａ６、下方中央領域Ａ７、左方中央領域Ａ８、右方中央領域Ａ９および各領域Ａ５〜Ａ９の間の領域Ａ１０に区分し、領域Ａ５の開口率をｍ１に、領域Ａ６〜Ａ９の開口率をｍ２に、領域Ａ１０の開口率をｍ３にそれぞれ設定した構成を有する。そして、開口率ｍ１〜ｍ３にｍ１＜ｍ２＜ｍ３という関係を持たせてある。
この多孔板３によれば、４隅の開口率が高いので、この四隅での流速低減作用を抑えて、より偏りの少ない流速分布を得ることができる。
【００２５】
（第５の実施形態）
図８は、本発明に係る電気集塵装置の第５の実施形態を示している。この電気集塵装置では、拡大ダクト２に２枚の多孔板３，３’を配設してある。ケーシング４側に位置された多孔板３は、図９に示すように、その全域に同一な大きさの通気孔３ａを等間隔で縦横に配列形成した従来の構成を有する。また、入口ダクト１側に位置された多孔板３’は、図１０に示すように、図６に示す多孔板３の領域Ａ４を除いた構成を有する。
【００２６】
この実施形態の電気集塵装置によれば、第１の多孔板３’によって含塵ガスの流速分布の大きな凹凸が平滑化され、この平滑化されたガスに存在する小さな流速分布の凹凸が第２の多孔板３によって平滑化される。したがって、極めて一様性の高い含塵ガスをケーシング内に送り込んで、集塵効率を向上することができる。
なお、図８における多孔板３’として、図７に示すような形態の領域を設定した多孔板を用いることも可能である。
【００２７】
（第６の実施形態）
図１１は、本発明に係る電気集塵装置の第６の実施形態を示している。なお、図１１（ａ）は、ケーシング４を入口ダクト１側から見た正面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＩ−Ｉ断面図、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のＪ−Ｊ断面図である。
【００２８】
この電気集塵装置は、拡大ダクト２に２枚の多孔板３，３’を配設してある。ケーシング４側に位置された多孔板３は、図１２に示すように、その一方の面上に相似形状の多数の方形状整流板３ｂを同心状に突設してある。図１３に示すように、これらの整流板３ｂは、通気孔３ａの縁端に沿いかつ該通気孔３ａの開口面に対して直角となる態様で設けてあるので、通気孔３ａの配列間隔と同様の配列間隔で平行配列している。
この多孔板３は、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、上記整流板３ｂがケーシング４側に突出する態様で配設される。
一方、入口ダクト１側に位置した多孔板３’は、図１４に示すように、その全域に同一な大きさの通気孔３ａを等間隔で縦横に配列形成した構成を有する。
【００２９】
図１５に示すように、上記整流板３ｂを設けていない多孔板３を使用した場合には、該多孔板３を通過した含塵ガスが平行流にならない。つまり、拡大ダクト２のガイド作用のために、ケーシング４の壁部に近い部分を流れる含塵ガスほど該壁部側に向う傾向を示すので、平行流にならない。
【００３０】
これに対して、この実施形態に係る電気集塵装置によれば、多孔板３，３’によって含塵ガスの速度分布の偏りが補正されるとともに、多孔板３に設けられた整流板３ｂによって、該整流板３ｂを通過した含塵ガスがケーシング４の軸線に沿う方向に整流されるため、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、速度分布および流れ方向が一様な含塵ガスをケーシング４に送り込んで、集塵効率を向上することができる。また、ガス流が図１に示した集塵極８の面に衝突することが抑制されるので、この集塵極８の振動を低減することができる。
【００３１】
なお、図１２に示す多孔板３のみを拡大ダクト２内に配設するようにしても良い。また、上記多孔板３に複数枚の多孔板３’を併設することも可能であり、その場合、多孔板３をケーシング４側に配設する。
更に、図１３に示す多孔板３に代えて、図１６に示す多孔板３を使用することも可能である。この多孔板３は、集塵極８に平行する複数枚の整流板３ｃを該集塵極８側に配列突設してあるので、この整流板３ｃの整流作用によってガス流を集塵極８に平行させることができる。したがって、この多孔板３を使用した場合においても、集塵効率を向上しかつ集塵極８の振動を低減することができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に係る集塵装置によれば、絞りダクトに第２の多孔板を配設しているので、集塵部における含塵ガスの流速分布を一様化して集塵効率を向上することができる。
請求項２に係る集塵装置によれば、上記第２の多孔板の開口率を１０〜３０％に設定してあるので、上記集塵部を通過するガスの流速分布を一様化する作用を高めることができる。
請求項３に係る集塵装置によれば、拡大ダクトに含塵ガスを送り込む入口ダクトに、第２の多孔板を配設している。このため、入口ダクトに流入する含塵ガスの流速分布の影響が排除されて集塵効率が向上する。
請求項４に係る集塵装置によれば、拡大ダクトの上壁および下壁の拡がり方向長と、両側壁の拡がり方向長とを一致もしくは近似させているので、拡大ダクトにおける含塵ガスの流速の乱れを抑制して集塵効率を向上することができる。
請求項５、６に係る集塵装置によれば、多孔板の通気孔を、含塵ガスの流速分布に対応したパターンの開口率が設定されるように設けているので、含塵ガスの流速分布の一様性を高めて集塵効率を一層向上することができる。
請求項７に係る集塵装置によれば、請求項５，６に係る集塵装置の集塵効率を更に向上することができる。
請求項８に係る集塵装置によれば、拡大ダクトの設けた多孔板に、該多孔板の面から突出する整流板を同心状に多列形成しているので、集塵効率の向上ならびに集塵極の振動の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気集塵装置の第１の実施形態を示した概略横断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面およびＣ−Ｃ断面におけるガスの流速分布を例示した速度分布図。
【図３】本発明に係る電気集塵装置の第２の実施形態を示した概略縦断面図。
【図４】本発明に係る電気集塵装置の第３の実施形態を示した概略図。
【図５】本発明に係る電気集塵装置の第４の実施形態を示した概略図。
【図６】図６の集塵装置において用いる多孔板の構成を示す概略平面図。
【図７】図６の集塵装置において用いる多孔板の他の例を示す概略平面図。
【図８】本発明に係る電気集塵装置の第５の実施形態を示した概略縦断面図。
【図９】図８の集塵装置において用いる一方の多孔板の構成を示す概略平面図。
【図１０】図８の集塵装置において用いる他方の多孔板の構成を示す概略平面図。
【図１１】本発明に係る電気集塵装置の第６の実施形態を示した概略図。
【図１２】図１１の集塵装置において用いる一方の多孔板の構成を示す概略平面図。
【図１３】図１２の多孔板の部分拡大斜視図。
【図１４】図１１の集塵装置において用いる他方の多孔板の構成を示す概略平面図。
【図１５】整流板を備えていない多孔板を用いた場合の速度分布図。
【図１６】図１１の集塵装置において用いる他方の多孔板の更に別の構成を示す概略斜視図。
【図１７】従来の電気集塵装置の構成を示す概略横断面図。
【符号の説明】
１入口ダクト
２拡大ダクト
３，３’，１１多孔板
３ａ通気孔
３ｂ，３ｃ整流板
４ケーシング
５絞りダクト
６出口ダクト
７放電極
８集塵極
Ｅ１，Ｅ２集塵部

Claims

拡大ダクトによって拡散された含塵ガスを、該拡大ダクトに配設した多孔板を介して集塵部に流入させるように構成された電気集塵装置であって、
前記拡大ダクトの上壁および下壁の拡がり方向長と、両側壁の拡がり方向長とを一致もしくは近似させたことを特徴とする電気集塵装置。
拡大ダクトによって拡散された含塵ガスを、該拡大ダクトに配設した多孔板を介して集塵部に流入させるように構成された電気集塵装置であって、
前記多孔板を複数の領域に区分し、それらの領域の開口率を異ならせることによって前記含塵ガスの流速分布に対応した開口率を設定するようにしたことを特徴とする電気集塵装置。
前記多孔板に、開口率の一定な別の多孔板を併設したことを特徴とする請求項２に記載の電気集塵装置。
拡大ダクトによって拡散された含塵ガスを、該拡大ダクトに配設した多孔板を介して集塵部に流入させるように構成された電気集塵装置であって、
前記多孔板に、該多孔板の面から突出する整流板を同心状に多列形成したことを特徴とする電気集塵装置。