JPH05245412A - 高温度におけるガスの集塵方法及びその装置 - Google Patents

高温度におけるガスの集塵方法及びその装置

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JPH05245412A
JPH05245412A JP5019315A JP1931593A JPH05245412A JP H05245412 A JPH05245412 A JP H05245412A JP 5019315 A JP5019315 A JP 5019315A JP 1931593 A JP1931593 A JP 1931593A JP H05245412 A JPH05245412 A JP H05245412A
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dust collecting
discharge electrode
plate
dust
ceramic material
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JP5019315A
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Ekkehard Weber
エッケハルト・ベーバー
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ダストを含むガスが少なくと一つの通過路を通
って導入され、この通過路は１個の筒形集塵電極又は少
なくとも２個の板状集塵電極を用いて形成されると共に
この通過路内の中央に少なくとも１個の放電電極を備え
た電気集塵による４００℃以上の温度におけるガスの集
塵方法及びその装置において、長期間にわたって保守点
検の必要度が少なく且つ信頼性の高い操業が可能である
と共に集塵効率が高く且つダストの搬出が技術的に簡単
な方法及びその装置を提供する。 【構成】集塵電極はセラミック材料から成ると共に放電
電極に対向する側の表面上に金属又は合金から成る電気
伝導性層を備え、放電電極は筒形又は板状であるように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダストを含むガスが少
なくと一つの通過路を通って導入され、この通過路は１
個の筒形集塵電極又は少なくとも２個の板状集塵電極を
用いて形成されると共にこの通過路内の中央に少なくと
も１個の放電電極を備えた電気集塵による４００℃以上
の温度におけるガスの集塵方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電技術のなかで電気集塵装置が通常の
廃ガス温度に適した構成要素として実証されていること
は、エル・ピット（Ｒ．Ｐｉｔｔ）著「高温ガスの集塵
（Ｈｅｉｓｓｇａｓｅｎｔｓｔａｕｂｕｎｇ）」、大気
保全の特殊解決法（Ｓｏｎｄｅｒｌｏｅｓｕｎｇ ｄｅ
ｒ Ｌｕｆｔｒｅｉｎｈａｌｔｕｎｎｇ）、１９８９年
３月、Ｌ４〜Ｌ９なる刊行物中で指摘されている。この
刊行物では、他の条件が一定である時高温ガスの温度の
上昇に伴ってダストの集塵効率が減少するのは高温ガス
の粘度及び容積流が増大するからであるとされている。
またこの刊行物には、上記状況下の対策として集塵面積
を拡張するのは合理的ではなく、もしこれを実施すると
すれば全体としてより大型でより高価な電気集塵装置が
必要になると共に温度降下も増大するであろうと述べら
れている。故に操業温度の上昇と共にフラッシュオーバ
ーが起こらない範囲内で電界強度を増大することがこの
刊行物では提案されている。高温ガスの圧力及び連係す
る密度が増加するのは電界強度の許容値にとって都合が
よい。また比較的高温の操業の際ダストが集塵電極に保
持されると共に集塵電極の清浄化のために充分な厚い層
に圧縮されることが重要である。
【０００３】例えばウルマン工業化学百科事典（Ｕｌｌ
ｍａｎｎｓ Ｅｎｃｙｋｌｏｐａｅｄｉｅ ｄｅｒ ｔ
ｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ）、第４版、第２
巻、２４０〜２４７頁に記載されている周知の電気集塵
装置の操業の際、ガスの標準圧力において４００℃以上
の操業温度でする操業はかなり困難を伴うことが判明し
た。もしガス圧が３〜５ｂａｒに高められない限り、ほ
ぼこの温度を境界として電流−電圧−特性は不利な方向
へと変化する。種々の諸材料の相違する熱膨張率の故に
電極間の間隔の変化及びこれに連係して電界の障害が発
生するため、集塵効率もまた低下する。また使用材料に
は強度問題も起こる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、長期
間にわたって保守点検の必要度が少なく且つ信頼性の高
い操業が可能であると共に集塵効率が高く且つダストの
搬出が技術的に簡単な電気集塵による高温度におけるガ
スの集塵方法及びその装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダストを含む
ガスが少なくと一つの通過路を通って導入され、この通
過路は１個の筒形集塵電極又は少なくとも２個の板状集
塵電極を用いて形成されると共にこの通過路内の中央に
少なくとも１個の放電電極を備えた電気集塵による４０
０℃以上の温度におけるガスの集塵方法において、上記
集塵電極はセラミック材料から成ると共に上記放電電極
に対向する側の表面上に金属又は合金から成る電気伝導
性層を備え、上記放電電極は筒形又は板状であるように
構成した。
【０００６】驚くべきことには、この構成により比較的
高温度且つ比較的低印加電圧において比較的大電流が発
生できることが判明した。この電気集塵にとって有利な
効果は放電電極が筒形又は板状であると特に促進され
る。３００℃以下の温度において電気集塵を成功裡に運
転するには好ましくは小面積の放電電極（コロナ電線、
コロナ尖端）を使用しなければならないから、より高い
温度において大面積の放電電極が有利に利用できること
は当業者にとっては驚きである。大面積の放電電極を本
発明に使用することにより、電子の熱放射が促進される
と共にコロナの形成が抑制されることは明らかである。
さらにまた上記の大面積の放電電極にはかなりの量のダ
ストが堆積するが、この効果が電界の形成に障害を与え
ることは皆無であり、この結果３００℃以下の温度にお
いて出現する不都合な所謂逆コロナ効果はより高い温度
においては本発明の大面積放電電極を使用すれば観測さ
れない。コロナの形成が本発明の集塵方法により抑制さ
れることにより、フラッシュオーバーの危険性は飛躍的
に減少し、その結果電気集塵の際の操業条件は大幅に容
易に制御可能となると共に電気集塵の際のガス圧の影響
は抑制される。
【０００７】本発明の集塵方法は標準圧力下でもまた標
準圧力以上の圧力下でも有利に使用することができる。
【０００８】上記筒形又は板状集塵電極はセラミック材
料から成ると共に金属又は合金から成る電気伝導性層を
備えることにより、これらの集塵電極は比較的高温度に
おいても形状の安定性を保つことができる。即ち高温状
態においてなかでも上記板状セラミック材料の変形が起
こらず、また上記電気伝導性層がこれらの板状又は筒形
電極から剥離することもない。
【０００９】上記筒形放電電極は鋼製であってその肉厚
が０．５〜２ｍｍ、その直径が４〜８０ｍｍ、好ましく
は２５〜８０ｍｍであるのがよい。又は上記筒形放電電
極はセラミック材料から成ると共にその外側表面上に金
属又は合金から成る電気伝導性層を備えるのがよい。こ
れらのいずれの場合においても、比較的低い印加電圧を
もって比較的大電流と安定した電界の形成とを得ること
ができ且つ上記電極上に現れるダスト堆積物は上記電界
を変化させることがない。
【００１０】上記板状放電電極はセラミック材料から成
ると共にその両面に金属又は合金から成る電気伝導性層
を備えるのがよい。このような放電電極は、ダスト堆積
物により障害を受けない非常に均一な電界を構築するの
で、特に温度が６００℃以上の操業に適することが実証
された。
【００１１】上記電気伝導性層は銅、ニッケル、青銅又
は鉄クロムニッケル系合金から成ると共にその直径が
０．１〜２ｍｍであるのがよい。このような層は優れた
電気伝導性を有し、例えば火炎溶射法により上記セラミ
ック材料上に塗布することができる。この層は比較的高
温度でも上記セラミック材料から剥離することがない。
他方この層の上に堆積したダストは集塊の形で比較的容
易に剥離する。
【００１２】上記セラミック材料の容積空孔率が２５〜
９０％であるのがよい。なぜなら多孔質セラミック材料
の使用により上記集塵電極及び放電電極の自重が低減す
ることは比較的高温度における上記電極の形状安定性に
有利な影響を与えるからである。
【００１３】上記セラミック材料は無機結合材と共にフ
ェルト状に圧縮された繊維材から成ると共に３０〜７０
重量％のＡｌ2 Ｏ3 、１５〜５０重量％のＳｉＯ2 及び
１〜１０重量％の無機結合材を含むのがよい。このよう
なセラミック材料は温度が１０００℃の長期間操業の際
にも形状が安定であり且つ比重が小さい。なかんずくこ
のセラミック材料の上に塗布された上記電気伝導性層は
格別に良好な付着性を有する。従って上記層が塗布され
た上記セラミック材料の板は問題なく大型電極に加工す
ることができ且つこの大型電極は長期間操業に格別に適
することが実証された。
【００１４】上記の板状集塵電極及び板状放電電極の厚
みが５〜１００ｍｍであるのがよい。このような電極は
その機械的性質に利点が有ると共にその加工に当って問
題点がない。
【００１５】セラミック材料から成る上記筒形放電電極
は肉厚が５〜３０ｍｍ、直径が２０〜１００ｍｍである
のがよい。このような放電電極は高温度において非常に
安定した電界を構築する。
【００１６】上記集塵方法により５００〜１０００℃の
温度で操業するのがよい。この温度範囲では集塵効率が
良好で且つ信頼性の高い操業ができる。
【００１７】本発明の集塵方法により例えば操業温度が
６００℃で印加電圧が２５〜３５ＫＶあるいは操業温度
が８００℃で印加電圧が８〜１５ＫＶの操業条件下で操
業することができ、その際約２．５ｍＡ／ｍ2 の最大電
流値が到達できる。特に驚嘆に値するのは、各電極上に
在るダストは一定時間の後に集塊となって独力で剥離し
た後、貯塵倉に集められ、周知のように適当な装置によ
り搬出されるので、通常の場合本発明の集塵方法には電
極洗浄用の手段が不用なことである。しかしときたま例
えば４０Ｈｅｒｔｚの低周波振動を与えて上記電極を洗
浄する必要があった。
【００１８】更に本発明が解決しようとする課題は本発
明に係わる集塵方法を実施するための装置を製作するこ
とにより解決される。
【００１９】複数個の筒形集塵電極と、この集塵電極の
中心軸方向に各１個配置された筒形放電電極とを含むハ
ウジングから成り、このハウジングの底部は貯塵倉とし
て形成されており、上記筒形集塵電極はセラミック材料
から成ると共に各上記筒形放電電極に対向する内側表面
上に金属又は合金から成る電気伝導性層を備え、上記筒
形放電電極は鋼又はセラミック材料から成ると共にこの
セラミック製放電電極はその外側表面上に金属又は合金
から成る電気伝導性層を備えるように上記集塵方法を実
施するための装置を構成するのがよい。ちなみに垂直通
流式筒形電気集塵装置の構造原理は公知である。
【００２０】また、ガス流の方向に少なくとも２個の板
状集塵電極が互いに平行且つ垂直に内部に配置されてい
るハウジングから成ると共にこの板状集塵電極はセラミ
ック材料から成り且つその両面上に金属又は合金から成
る電気伝導性層を備え、上記の２個の板状集塵電極間の
中間には少なくとも１個の垂直に配置された筒形放電電
極があり、上記筒形放電電極は鋼又はセラミック材料か
ら成ると共にこのセラミック製放電電極はその外側表面
上に金属又は合金から成る電気伝導性層を備え、上記ハ
ウジングの底部は貯塵倉として形成されるように上記集
塵方法を実施するための装置を構成するのがよい。ちな
みに水平通流式板状電気集塵装置の構造原理は公知であ
る。
【００２１】また、ガス流の方向に少なくとも２個の板
状集塵電極が互いに平行且つ垂直に内部に配置されてい
るハウジングから成ると共にこの板状集塵電極はセラミ
ック材料から成り且つその両面上に金属又は合金から成
る電気伝導性層を備え、上記の２個の板状集塵電極間の
中間には１枚の垂直に配置された板状放電電極があり、
上記板状放電電極は鋼又はセラミック材料から成ると共
にこのセラミック製放電電極はその両面上に金属又は合
金から成る電気伝導性層を備え、上記ハウジングの底部
は貯塵倉として形成されるように上記集塵方法を実施す
るための装置を構成するのがよい。この装置もまた水平
通流式板状電気集塵装置に属する。
【００２２】本発明の装置により、保守点検の必要度が
少なく且つ操業上の信頼性の高い状態で本発明の方法を
実施することが可能となり、しかも上記電極の吊下及び
絶縁は公知の手段により問題なく行うことができる。ま
た格別な利点として極間距離の許容範囲が±１０％もあ
ることが判明した。
【００２３】上記ハウジングが鋼製の外殻と耐火性内張
りライニングとから成るのがよい。これらの材料は５０
０〜１０００℃の温度でガス気密性と形状安定性とを有
する。
【００２４】本発明の装置はダスト、特に平均粒径が
０．１〜２５μｍのフライアッシュの集塵に適すること
が実証された。集塵されたダストの誘電率は１〜１０で
あった。この装置内には乱流があり、ガス流速は０．５
〜３ｍ／ｓである。この装置に筒形放電電極が装備され
ているとき、この電極は負極として接続される。この装
置のハウジングは鋼製の外殻から成り、５００℃以上で
の操業のときは更に耐火性内張りライニングで内部が装
備される。この装置の貯塵倉はガスの二次流から遮蔽さ
れている。当然ながらこの装置は装置内での温度降下を
防ぐため断熱処置を講じてある。上記放電電極は地面か
ら絶縁されて吊下されている。上記放電電極のみならず
上記集塵電極も槌打されない。ときには上記集塵電極を
低周波振動で洗浄するのがよいこともある。上記装置は
複数個の集塵用電界で構成されることができる。上記放
電電極に配置された絶縁碍子を暖める必要はない。むろ
んときにはこの絶縁碍子をガス流で洗浄するのがよいこ
ともある。
【００２５】
【実施例】以下本発明の実施例につき下記の表を参照し
ながら説明する。不純物を含む燃焼廃ガスをそれぞれ円
筒形電気集塵装置及び平板形電気集塵装置で集塵した。
集塵は下記の表に示した条件下で行われた： ------------------------------------------------------------------------ 円筒形 平板形 電気集塵装置 電気集塵装置 ------------------------------------------------------------------------ 集塵前の粗廃ガス中ダスト含量（ｇ／ｓｍ3 ） ２．１６ ２．１２ 煙道ガス温度（℃） ８２１ ８４９ 煙道ガス流量（ｓｍ3 ／ｈ） ２０３ ４１８ 電界数 １ １ 集塵装置の比電圧（ＫＶ） １３．７ １４．８ 集塵後の清浄化ガス中ダスト含量（ｇ／ｓｍ3 ）０．１８４ ０．１７７ 泳動速度（ｍ／ｓ） ０．０６９ ０．０８４ ------------------------------------------------------------------------ 円筒形 平板形 電気集塵装置 電気集塵装置 ------------------------------------------------------------------------
【００２６】
【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
長期間にわたって保守点検の必要度が少なく且つ信頼性
の高い操業が可能であると共に集塵効率が高く且つダス
トの搬出が技術的に簡単である。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ダストを含むガスが少なくと一つの通過路
    を通って導入され、この通過路は１個の筒形集塵電極又
    は少なくとも２個の板状集塵電極を用いて形成されると
    共にこの通過路内の中央に少なくとも１個の放電電極を
    備えた電気集塵による４００℃以上の温度におけるガス
    の集塵方法において、 上記集塵電極はセラミック材料から成ると共に上記放電
    電極に対向する側の表面上に金属又は合金から成る電気
    伝導性層を備え、上記放電電極は筒形又は板状であるこ
    とを特徴とする高温度におけるガスの集塵方法。
  2. 【請求項２】上記筒形放電電極は鋼製であってその肉厚
    が０．５〜２ｍｍ、その直径が４〜８０ｍｍ、好ましく
    は２５〜８０ｍｍである請求項１記載の集塵方法。
  3. 【請求項３】上記筒形放電電極はセラミック材料から成
    ると共にその外側表面上に金属又は合金から成る電気伝
    導性層を備えた請求項１記載の集塵方法。
  4. 【請求項４】上記板状放電電極はセラミック材料から成
    ると共にその両面に金属又は合金から成る電気伝導性層
    を備えた請求項１記載の集塵方法。
  5. 【請求項５】上記電気伝導性層は銅、ニッケル、青銅又
    は鉄クロムニッケル系合金から成ると共にその直径が
    ０．１〜２ｍｍである請求項１、３又は４記載の集塵方
    法。
  6. 【請求項６】上記セラミック材料の容積空孔率が２５〜
    ９０％である請求項１、３、４又は５のいずれか１項に
    記載の集塵方法。
  7. 【請求項７】上記セラミック材料は無機結合材と共にフ
    ェルト状に圧縮された繊維材から成ると共に３０〜７０
    重量％のＡｌ2 Ｏ3 、１５〜５０重量％のＳｉＯ2 及び
    １〜１０重量％の無機結合材を含む請求項６記載の集塵
    方法。
  8. 【請求項８】上記の板状集塵電極及び板状放電電極の厚
    みが５〜１００ｍｍである請求項１、４、５、６又は７
    記載の集塵方法。
  9. 【請求項９】セラミック材料から成る上記筒形放電電極
    は肉厚が５〜３０ｍｍ、直径が３０〜１００ｍｍである
    請求項１又は３記載の集塵方法。
  10. 【請求項１０】５００〜１０００℃の温度で操業する請
    求項１〜９のいずれか１項に記載の集塵方法。
  11. 【請求項１１】複数個の筒形集塵電極と、この集塵電極
    の中心軸方向に各１個配置された筒形放電電極とを含む
    ハウジングから成り、 このハウジングの底部は貯塵倉として形成されており、 上記筒形集塵電極はセラミック材料から成ると共に各上
    記筒形放電電極に対向する内側表面上に金属又は合金か
    ら成る電気伝導性層を備え、 上記筒形放電電極は鋼又はセラミック材料から成ると共
    にこのセラミック製放電電極はその外側表面上に金属又
    は合金から成る電気伝導性層を備えることを特徴とする
    請求項１、２、３、５、６、７、９又は１０記載の集塵
    方法を実施するための装置。
  12. 【請求項１２】ガス流の方向に少なくとも２個の板状集
    塵電極が互いに平行且つ垂直に内部に配置されているハ
    ウジングから成ると共にこの板状集塵電極はセラミック
    材料から成り且つその両面上に金属又は合金から成る電
    気伝導性層を備え、 上記の２個の板状集塵電極間の中間には少なくとも１個
    の垂直に配置された筒形放電電極があり、 上記筒形放電電極は鋼又はセラミック材料から成ると共
    にこのセラミック製放電電極はその外側表面上に金属又
    は合金から成る電気伝導性層を備え、 上記ハウジングの底部は貯塵倉として形成されているこ
    とを特徴とする請求項１、２、３、５、６、７、８、９
    又は１０記載の集塵方法を実施するための装置。
  13. 【請求項１３】ガス流の方向に少なくとも２個の板状集
    塵電極が互いに平行且つ垂直に内部に配置されているハ
    ウジングから成ると共にこの板状集塵電極はセラミック
    材料から成り且つその両面上に金属又は合金から成る電
    気伝導性層を備え、 上記の２個の板状集塵電極間の中間には１個の垂直に配
    置された板状放電電極があり、 上記板状放電電極は鋼又はセラミック材料から成ると共
    にこのセラミック製放電電極はその両面上に金属又は合
    金から成る電気伝導性層を備え、 上記ハウジングの底部は貯塵倉として形成されているこ
    とを特徴とする請求項１、４、５、６、７、８又は１０
    記載の集塵方法を実施するための装置。
  14. 【請求項１４】上記ハウジングが鋼製の外殻と耐火性内
    張りライニングとから成る請求項１１、１２又は１３記
    載の集塵装置。
JP5019315A 1992-01-09 1993-01-11 高温度におけるガスの集塵方法及びその装置 Pending JPH05245412A (ja)

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Publication Number Publication Date
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US (1) US5348571A (ja)
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DE (1) DE4200343C2 (ja)
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