JPH0685891B2 - 電気集じん装置の洗浄方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、電気集じん装置において、集じん通路に堆
積した煤じんを除去するための電気集じん装置の洗浄方
法、およびこの方法を実施するための装置に関するもの
である。

【従来の技術】

煤じんを含んだ空気を清浄化する装置として電気集じん
装置はすでに知られるところである。これは、コロナ放
電を利用して空気中の煤じん粒子に電荷を与え、この帯
電粒子にクーロン力を作用させて集じん極板に捕集する
装置である。 捕集された煤じんは集じん通路内に堆積するので、一定
期間ごとにこの堆積した煤じんを払い落とす必要があ
る。この煤じんの払い落としは電気集じん装置に必ず伴
うものであり、いかに効率的に極板を清掃し得るかとい
うことは、集じん効率とともに電気集じん装置にとって
きわめて重要な問題である。特に近時、集じん効率の向
上、装置の小形化の追求から、極板間隔がかつての数10
mmから数mmに狭められてきており、このような狭い間隔
で多数配列された極板間に堆積する捕集煤じんの除去は
大きな課題となっている。 煤じんの除去手段として古くから知られているものに機
械的方式がある。これは、極板間にスクレーパ，ブラシ
などを配置し、清掃時にはこれを上下移動などさせて煤
じんを掻き落とすものであるが、構造複雑、通常運転時
の絶縁維持など問題点が多い。 このような問題点を解決するものとして、空気清浄方式
がある。これは捕集された煤じんに加圧空気を吹付けて
これを払い落とすもので、例えば特公昭57−16864号公
報に示された電気集じん装置がある。 この集じん装置は非粘着性の粉じんを含有したガスを処
理対象とするもので、集じん通路の両端を閉鎖した状態
で集じん通路内に付着堆積した非粘着性粉じんを噴射気
流で吹掃除去し、この結果集じん通路内に凝集粗大化し
た分散状態で排出された非粘着性粉じんを装置本体外に
排出して回収するようにしたものである。 このような空気洗浄方式は、前記機械的に比べ装置の簡
便さ、除去した煤じんの機外へ排出の容易さ等多くのす
ぐれた点を有し、目下の中心的方式として自動車用トン
ネルの換気システムなどで多く用いられている。 しかしながら、上記特公昭57−16864号公報でも述べら
れている通り、空気洗浄方式は非粘着性の煤じんの除去
に有効であるが、粘着性を有する煤じんに対して洗浄力
が弱いという欠点がある。そのため、上記自動車トンネ
ルでの使用にしても最近問題が生じてきている。 すなわち、スパイクタイヤの普及とともに、冬期路面が
削られてコンクリートダストが生じ、これがタイヤに付
着してトンネル内に持込まれた塩化カルシウムなどの融
雪剤と結合して粘土状の粒子となり、電気集じん装置に
捕集される事例が増えてきている。 自動車トンネル中の空気汚染が単に自動車の廃棄ガスだ
けによるものであれば、煤じんは黒鉛な主体であり特に
問題となるほどの粘着性は示さない。 粘着性があり、空気洗浄方式では除去しきれない煤じん
には水洗浄方式が有効である。これは空気に替えて加圧
した水を吹付けて煤じんを除去するもので、質量の大き
い水の洗浄力は空気に比べて格段に大きい。 しかしながら、この水洗浄方式は高電圧が印加される集
じん装置を水で濡らしてしまうため、洗浄後そのままで
は運転できず、運転再開に先立って集じん装置内を乾燥
させなければならないという問題点がある。 乾燥が不完全なままで集じん部に高電圧を印加すると、
極板間で水滴を介して放電が発生する。その結果、極板
が熱変形し、場合によっては極板同志が接触して短絡し
てしまう。また碍子についても、表面の濡れを介して流
れる電流のために碍子が局部的に加熱されてクラックが
発生したり、電流値が大きいときは保護しゃ断器が動作
して集じん装置の運転が停止に至ることがある。 したがって、水洗浄方式の場合には洗浄後の乾燥に十分
留意しなければならない。従来はその乾燥手段として、
電気集じん装置に汚染空気を導くために設備された送風
機を用い、この送風機による通風により極板、碍子等を
乾燥させていた。 しかし、このような単なる通風乾燥では運転再開に至る
まで長期間を要する他、その間大容量の送風機を運転す
ることによる電力の損失も大きい。例えば、上記自動車
トンネルの集じん装置についてみると、洗浄時間そのも
のは数分程度で済むが、約7m/sの風速で通風乾燥した場
合、運転再開し得るまでに60分以上を要している。 この発明はこのような状況の下になされたものであっ
て、電気集じん装置を水洗浄方式で洗浄した際の水滴の
除去に有効な手段を講ずることにより、電気集じん装置
を水洗浄した後、短時間で運転再開可能な電気集じん装
置の洗浄方法およびこれの実施に好適な装置を提供する
ことを目的とするものである。

【問題点を解決するための手段】

発明者らは種々の実験を繰返した結果、送風機による通
風乾燥に先立って、水洗浄によって濡れた極板に加圧さ
れた空気を吹付け、この極板に付着した水滴を吹飛ばし
ておくことが、その後の通風乾燥の時間を短縮する上で
きわめて有効であることを究明した。 そこで、この発明の電気集じん装置の洗浄方法は、電気
集じん装置の集じん通路に向かって加圧された水を吹付
けこの集じん通路内に堆積した煤じんを除去する工程
と、前記集じん通路を形成する極板に加圧された空気を
吹付けこの極板に付着した水滴を吹き飛ばす工程と、前
記集じん通路を通して送風する工程と、送風中に前記極
板間に電圧を徐々に昇圧させながら印加する工程とから
なるものである。 集じん通路を通して送風する工程は、その前工程の空気
の吹付けと同時に開始することが好ましいが、必ずしも
これにこだわらない。すなわち、空気吹付工程の途中、
あるいはその後に開始しても差仕えない。 また、送風機による送風工程の開始とともに極板間に電
圧を印加するものとする。その場合、直ちに通常運転時
の定格電圧を印加するのは危険であり、ごく低い電圧か
ら徐々に昇圧させる必要がある。その際、極板の濡れに
より発生する放電の回数をカウントし、その単位時間当
たりの回数が極板を損傷させない許容範囲内に納まるよ
うに電圧制御するのがよい。 次に、この発明の電気集じん装置の洗浄装置は、集じん
通路に加圧された水を吹付ける水噴射機構と、この水噴
射機構から噴射された水を回収して機外へ排出する排水
機構と、前記集じん通路を形成する極板に加圧された空
気を吹付けるエアブロー機構と、前記極板間に印加する
電圧を徐々に上昇させる手段とを設けるものとする。 ここで、水噴射機構は噴水ノズル、洗浄水ポンプ、水配
管、電磁弁などからなる。 さらに、エアブロー機構は、エアノズル、エアブローコ
ンプレッサ、エア配管、電磁弁などからなる。 また、排水機構は集じんユニット底部の水受皿、この水
受皿で回収した汚水を機外に導く配水管などからなる。 上記水噴射機構およびエアブロー機構におけるノズルあ
るいは配管は兼用することが好ましい。水噴射機構のノ
ズル先端あるいは配管の局所に水滴が残留していると寒
冷地においては凍結して通路が閉塞されることがある。
しかし、両者でノズルあるいは配管を兼用すれば、残留
した水は空気吹付け工程でエアパージされ、上記連結を
防止できる。 なお、煤じんの堆積は、集じん部における集じん通路の
みならず、煤じん粒子に電荷を与える帯電部の極板や放
電線、あるいは碍子にも当然付着する。したがって、帯
電部や碍子にも洗浄を加えることが当然望ましい。

【作 用】

この発明によれば、集じん通路に堆積した煤じんに加圧
した水を吹付けた後、送風機による送風に先立って集じ
ん通路を形成する極板に加圧した空気が吹付けられる。 この空気の吹付けにより、まず極板に付着した水滴は瞬
間的に吹飛ばされて極板面は単に湿っただけの状態とな
る。また、空気圧縮機から供給される空気は大気よりも
乾燥した高温空気であり、集じん通路内の空気がこれで
置換されることにより極板面の水分の蒸発が効果的に行
われる。 ただし、エアーブローのみで集じんユニット内を隈なく
乾燥させようとするのは合理的ではなく、或る時間の空
気吹付け工程の後、送風機による送風工程を設け、集じ
んユニット内全体の乾燥を図るのである。 また、その際に極板間に電圧を徐々に昇圧させながら印
加することにより極板に残留した水滴をスパーク放電に
よりはじき飛ばし、また碍子表面の濡れを介して流れる
電流のジュール熱で碍子表面の乾燥を促進する。

【実施例】

以下、自動車トンネル内の空気を浄化する電気集じん装
置にこの発明を適用した場合について、この発明の実施
例を説明する。 まず、第２図は、自動車トンネルの換気設備の概要を示
すものであって、自動車トンネル100の車道空間内の汚
染空気を側壁部の吸気口101より電気集じん装置が設置
されたバイパス102内へ導入し、洗浄化した空気を送気
口103より車道空間に吹出すようになっている。 バイパス102は集じん室104、風路105、送風機室106およ
び吐出ダクト107に区分されている。 さらに、集じん室104および風等105は中央仕切壁108に
より左右の２室に区分されており、これら左右各室にそ
れぞれ電気集じん装置１および送風機３を設置して、独
立に運転するようになっている。 また、集じん室104を除いて、風路105、送風機室106お
よび吐出ダクト107はいずれも仕切壁109で仕切られたバ
イパス空間の上半分のみを利用して設けられており、下
半分は補機室110、電気室111および作業室112として利
用されている。 さて、集じん室104の左右各室にそれぞれ設置されてい
る電気集じん装置は、いずれ処理風量15m³/sの集じんユ
ニット２を６台用いて構成されており、全体として90m³
/sの処理風量をを有している。 ３は電動機出力300kWの送風機で左右の各風路ごとに１
台ずつ設置されている。この送風機３を運転することに
よって矢印４のように車道空間から吸引された汚染空気
は、約7m/sの風速で集じん装置１を通過して清浄化さ
れ、矢印５に示すように車道空間に吐出される。 補機室110には、洗浄水貯水槽６、洗浄水ポンプ７、汚
水槽８、水処理装置９が設置されている。送水管10によ
り電気集じん装置１に送られた洗浄水は、後述するよう
に集じん通路等を洗浄したのち排水管11を介して一旦汚
水槽８に貯留され、さらに水処理装置９に送られて浄化
されてから放流される。水処理装置９は図示の換気設備
の外側に設けてもよい。水処理装置９から発生する汚泥
ケーキは作業室112より車で搬出される。 12はエアブローコンプレッサで、後述するように水洗浄
後の電気集じん装置に加圧した空気を吹付けるためのも
のである。 電気室111には電気集じん装置に印加される直流高電圧
を発生させるための高電圧発生盤、集じん装置全体を制
御する集じん装置制御盤、送風機盤、変圧器盤等が設置
されている。 次に第１図は、上記換気設備において、この発明の方法
により電気集じん装置を洗浄する場合のタイムチャート
を示すものである。 集じん通路への水の吹付け、および極板への空気の吹付
けは、洗浄水ポンプ７およびエアブローコンプレッサ12
の容量を合理的な適正規模とするために、処理風量15m³
/sの集じんユニット２を２台ずつ、すなわち処理風量30
m³/sずつ組にして行われる。したがって第２図に示した
実施例の場合、水吹付けおよび空気吹付けの工程は集じ
んユニット２を２台ずつまとめて順次３回実施され、そ
の後全ユニットまとめて送風機３により通風される。 第１図に示すように、集じんユニット２台１組について
水吹付け工程は１分間実施され、次いで空気吹付け工程
が３分間実施される。３組に分けた６台の集じんユニッ
トについて、水吹付けと空気吹付けの工程が終了すると
送風工程を10分間実施する。この送風工程は３回目の空
気吹付工程と同時に、あるいはその途中から開始しても
よい。 送風工程の開始とともに、あるいはその途中から、集じ
ん装置の集じん部あるいは帯電部に高電圧発生装置から
の電圧を印加すると乾燥を促進する上で効果的である。 すなわち、空気吹付け後なお極板に局部的に水滴が残留
していても、上記電圧を印加することにより水滴がスパ
ーク放電によりはじき飛ばされて除去される。また、碍
子表面に残存する濡れを介して電流が流れ、そのジュー
ル熱により碍子表面の乾燥が促進される。 ただし、この電圧は第１図に示すように徐々に昇圧させ
ることが必要で、直ちに運転電圧を印加すると、過度の
放電あるいは過大な短絡電流の発生により極板の損傷な
どを招く危険がある。電圧を徐々に上昇させる手段とし
ては、スパークの回数をカウントし、単位時間当たりの
回数が予め確認された許容値、例えば１分間に40〜50回
程度以下になるように電圧を制御する方法が考えられ
る。 第１図の実施例では、洗浄作業の開始から運転再開可能
までの所要時間は22分間である。 これに対して、同一の電気集じん装置について従来の方
法で実験したところ、水吹付け工程各１分を３回実施し
た後直ちに送風工程に移行した場合は乾燥に60分以上を
要し、洗浄開始から運転再開可能までの時間は約70分、
すなわちこの発明の方法の３倍以上であった。 上記実施例において、水吹付けおよび空気吹付けを各３
回に分けたのは一例に過ぎず、洗浄水ポンプ、エアブロ
ーコンプレッサ等の容量を大きくしてこれを１回で済ま
せるようにすれば、送風工程での時間の短縮効果をより
一層活かすことができる。 第３図および第４図は、集じんユニット２を示すもので
ある。 この集じんユニット２は、縦、横、高さの寸法がいずれ
も約2mの大きさで、１台のユニットで15m³/sの処理風量
を有している。第２図に示す集じん装置１は左右の各風
路とも６台の集じんユニット２を用いて構成されてい
る。 集じんユニット２において、13は煤じんを捕集する集じ
ん部、14はその前段で煤じん粒子に電荷を与える帯電部
である。そして、この集じんユニット２はこの集じん部
13および帯電部14からなる組を上下に２段積みにしたも
のをさらに左右に２列並べて合計４組備えている。 集じん部13においては、第３図および第４図の一部を切
欠いて示したように、大地電位の集じん極板15とこれに
対向する高電位の極板16とが交互に多数平行配置され、
極板15,16間には幅6mmの集じん通路17が形成されてい
る。 高電位の極板16は、集じん極板15を間隔を介して貫通す
るロッド18に取付けられているが、このロッド18は高圧
支持板19に固定され、さらにこの高圧支持板19は支持碍
子20を介して大地電位の側板21に支持されている。極板
18には給電碍子22を介して高圧発生装置23からDC5.5kV
が印加される。 帯電部14は、この場合40mm間隔で多数平行配置された大
地電位の極板24の間に放電線25が張られて構成されてお
り、放電線25には高圧発生装置26から支持碍子27を介し
てDC11kVが印加される。放電線27は図示しない支持碍子
により支持されている。 28は集じん通路17に加圧された水を吹付けるための洗浄
配管である。この洗浄配管28は、集じん部13および帯電
部14を挟んで、汚染空気の入口側29および洗浄空気の出
口側30にそれぞれ互いに対向して水平に、かつ上下方向
に８段にわたって設けたられている。 この洗浄配管28には多数のノズル31が水平方向に取付け
られている。このノズルは流体を円錐形状に噴射するも
ので、１つのノズル当たりに必要な洗浄範囲を十分に満
足するように配慮されている。 洗浄配管28およびノズル31は水吹付けと空気吹付けの両
方に兼用になっており、洗浄配管28は電磁弁V1を介して
洗浄水ポンプ７に、また電磁弁V3を介してエアブローコ
ンプレッサ12に接続されている。 32〜35は碍子を洗浄するためのノズルである。すなわ
ち、32は集じん部13の支持碍子20（第４図）の洗浄用、
33は集じん部13の支持碍子22の洗浄用、34は帯電部14の
給電碍子27の洗浄用、また35は帯電部の図示しない支持
碍子の洗浄用である。これら碍子洗浄ノズルは円筒状の
碍子の形状に適合するように偏平形状に流体を噴出させ
るようになっている。 碍子洗浄ノズル32〜35は、碍子洗浄配管36により、電磁
弁V2およびV4を介して洗浄水ポンプ７およびエアブロー
コンプレッサ12に接続されている。 37および38は、それぞれ空気入口側29および出口側30の
ダンパ扉である。いずれも垂直な軸39を支点として開閉
するダンパ40と、異物の混入防止および感電防止のため
の金網41を備え、さらに集じん部洗浄配管28のノズル取
付部を支持している。また、空気入口側のダンパ扉37は
集じんユニット２の内部点検に便なように、第３図に２
点鎖線で示すように開閉できるようになっている。 42は集じんユニット２の底部に設置された水受皿で、２
箇所で排水管11に接続されている。また、43は集じんユ
ニットの側壁、44は天井板である。 さて、このような集じんユニット２からなる集じん装置
１を洗浄する際は、ダンパ40を閉じて洗浄水ポンプ７を
始動し、電磁弁V1,V2を開いて１分間を水洗浄を行う。
水圧は約3kg/cm²で、集じん部洗浄ノズル31から噴出し
た洗浄水は集じん通路17および帯電部14を洗浄する。ま
た、碍子洗浄ノズル32〜35から同時に噴出した洗浄水は
集じん部の支持碍子20、給電碍子22、および帯電部の支
持碍子（図示せず）、給電碍子21を洗浄する。 水洗浄に続き、電磁弁V3,V4を開いて空気吹付けを３分
間実施する。空気圧を約2kg/cm²で、水洗浄時と同じノ
ズル31〜35から音速で噴出された空気は極板、碍子等に
付着した水滴をたちまち吹き飛ばす。また、この空気吹
付けにより、配管内およびノズルの吹出口に残留してい
た水はエアパージにより除去される。 以上の水および空気吹付けは、第２図の実施例の場合
は、集じんユニット２を２台ずつ組にして順次３回繰り
返される。 その後、ダンパ40を開いて送風機３を起動し、集じん部
13および帯電部14に通風する。これにより集じんユニッ
ト内全体の乾燥が行われる。この際同時に、集じん部13
および帯電部14に徐々に昇圧させながら高電圧発生装置
23,26からの高電圧を印加し乾燥を促進させる。 なお、水吹付けおよび空気吹付けの際の水の機外への飛
散を防止するために、ダンパ40を設けて集じんユニット
を閉鎖するようにしているが、必ずしも完全に閉鎖する
必要はなく、送風時の整流を兼ねた開放したままのエリ
ミネータでも別段差し支えない。特に、図示実施例のよ
うに、集じん部洗浄配管28を互いに対向させて配置した
ときは、噴出した水同志が衝突して集じんユニット中央
部に落下し、外部への飛散がより少なくなる。

【発明の効果】 この発明は、集じん通路を水洗浄した後、水滴の付着し
た極板に加圧された空気を吹付けてまずこの水滴を除去
し、しかる後に送風しながら極板間に電圧を印加して集
じん部を乾燥させるようにしたので、水洗浄後そのまま
送風する従来方法に比べて送風工程の時間を大幅に短縮
することができる。したがって、洗浄効果の大きい水洗
浄方式を採用しながらなおかつ短時間で洗浄作業を完了
することができ、粘着性の煤じんの除去に積極的に対応
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の実施例を示すタイムチャー
ト、第２図はこの発明の装置を用いた電気集じん装置を
設備した自動車トンネルの換気設備の概要を示す斜視
図、第３図は電気集じんユニットのの内部の平面図、第
４図は第３図のIV−IV線に沿う断面図である。 1:集じん装置、2:集じんユニット、3:送風機、6:貯水
槽、7:洗浄水ポンプ、8:汚水槽、10:送水管、11:排水
管、12:エアブローコンプレッサ、13:集じん部、14:帯
電部、17:集じん通路、28:洗浄配管、31:集じん部洗浄
ノズル、32〜35:碍子洗浄ノズル、36:碍子洗浄配管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気集じん装置の集じん通路に向かって加
   圧された水を吹付けこの集じん通路内に堆積した煤じん
   を除去する工程と、前記集じん通路を形成する極板に加
   圧された空気を吹付けこの極板に付着した水滴を吹き飛
   ばす工程と、前記集じん通路を通して送風する工程と、
   送風中に前記極板間に電圧を徐々に昇圧させながら印加
   する工程とからなることを特徴とする電気集じん装置の
   洗浄方法。
2. 【請求項２】集じん通路と、この集じん通路に煤じんを
   含んだ空気を導く送風機とを備えた電気集じん装置にお
   いて、前記集じん通路に加圧された水を吹付ける水噴射
   機構と、この水噴射機構から噴射された水を回収して機
   外へ排出する排水機構と、前記集じん通路を形成する極
   板に加圧された空気を吹付けるエアブロー機構と、前記
   極板間に印加する電圧を徐々に上昇させる手段とを設け
   たことを特徴とする電気集じん装置の洗浄装置。