JPH10277425A - 電気集塵装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス集塵に際して、電気集塵装置の放電極
等へのダスト付着肥大化による集塵装置能の低下を抑制
することを目的とする。 【構成】 電気集塵装置の前後通路を遮断して前記装置
内ガスを循環させる循環ダクトを設ける。電気集塵機内
における雰囲気の相対湿度を測定する湿度センサを設け
ておき、相対湿度センサの検出相対湿度が４０％を越え
た場合に、電気集塵装置内の雰囲気を加熱する加熱器に
よりを集塵装置内雰囲気を加熱循環させて相対湿度を設
定値以下に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気集塵装置および
その制御方法に係り、特に、集塵電極へのダスト付着固
化の抑制に効果をもたせた電気集塵装置およびその制御
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃焼炉、ボイラ等に電気集塵装置
を付設して、燃焼排ガス中に含まれる煤じんを除去する
ことは知られており、この一例として、特公昭５３−４
２９１０号公報が提案されている。同公報によれば、連
続運転する燃焼炉でなく、８時間／日など断続運転する
燃焼炉の始動時にも煤じん等の大気汚染源を大気中に放
出しないで起動できる。この構成は、燃焼炉排ガス煙道
に、電気集塵装置をバイパスするバイパス煙道に加温器
と通風機をそれぞれ設け、バイパス煙道分岐部前後の煙
道およびバイパス煙道にそれぞれダンパを配設して、温
風循環回路を形成せしめるとともに、電気集塵装置に温
度制御装置を付設せしめて、燃焼炉運転停止時、電気集
塵装置内温度を常時一定に保持している。これにより、
夜間電気集塵装置内の温度が２００℃以下に低下したと
き、そのまま外部に放出することなく、加温器と通風機
を起動させて温風循環回路内の残留排ガスを加熱、循環
させて電気集塵装置内の温度が２００℃以下に低下しな
いように保温する。

【０００３】また、集塵効率を向上させるために電気集
塵装置内のガス温度を均一にする加熱器を設置すること
は、特公昭５１−１４１７９号公報が提案されている。
同公報によれば、集塵装置の効率を最適の状態で保つに
は集塵室全域でガス温度条件が同一にする必要があり、
集塵室下部の温度も上昇させる必要がある。これによ
り、集塵装置下部の構造物の腐食発生や温度差による熱
変形等が改善されるので、集塵室に関するトラブルが減
少し、この結果集塵効率が大幅に向上する。

【０００４】電気集塵装置を休止すると電気集塵装置内
の温度は徐々に低下し、やがては常温になる。このよう
に電気集塵装置内の雰囲気温度の低下は特にスタートア
ップ時に露点腐食の問題を生じるため、上述した先行技
術は、雰囲気ガスを加熱することによって雰囲気ガスが
露点以下とならないようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電気集塵装
置の雰囲気温度は、排ガス発生源となるボイラ等の起動
・停止で上昇・下降し、これに伴い電気集塵装置内の放
電線等に付着しているダストも同様に温度が上昇・下降
する。重油あるいは石炭燃焼排ガスを処理する電気集塵
装置では、ボイラの起動・停止に伴う放電線等に付着し
ているダストが肥大することないので、スタートアップ
時の集塵効率も比較的高く維持することができる。

【０００６】しかしながら、硫黄分を多く含む残渣油等
を燃料とするボイラ等からの排ガスを処理する電気集塵
装置では、電気集塵装置内の雰囲気ガスを加熱しても、
ボイラの起動・停止を繰り返すと電気集塵装置の放電線
等に付着しているダストが肥大し、放電電流が大幅に減
少し、集塵率が低下するという問題があった。特に、最
近では排気煙の減少、ＮＯｘの低減、あるいは、燃料費
の低減等のため、低質の燃料が多く用いられており、こ
れらの燃焼排ガスを処理する電気集塵装置では、ダスト
が肥大する傾向が顕著であり、放電電流が大幅に減少
し、集塵率が大幅に低下するという問題があったのであ
る。

【０００７】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、電気集塵装置により燃焼排ガスからダストを集
塵するに際して、排ガス発生源の起動・停止の繰り返し
の場合に放電線等に付着したダストの肥大化を生じるこ
となく、集塵性能の優れた発電用ボイラの電気集塵装置
およびその制御方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的達成のため、
本発明に係る電気集塵装置は、当該電気集塵装置の前後
通路を遮断して前記装置内ガスを循環させる循環ダクト
を有し、電気集塵装置内における雰囲気の相対湿度を測
定する湿度センサを設け、前記電気集塵装置内の雰囲気
を加熱する加熱器を循環経路内に設け、前記相対湿度セ
ンサの検出相対湿度に応じて電気集塵装置内雰囲気の加
熱循環させて相対湿度を設定値以下に保持可能としたこ
とを特徴としている。

【０００９】また、本発明に係る電気集塵装置の制御方
法は、電気集塵装置の休止時に、電気集塵装置にガス循
環閉回路を形成し、装置内の雰囲気の相対湿度を検出
し、当該検出相対湿度が基準設定値を基準として、基準
設定値を越えたときに循環ガスの相対湿度を前記基準設
定値以下となるよう循環ガスを加熱制御するように構成
したものである。この場合において、前記基準設定相対
湿度を４０％に設定して、装置内ガスの相対湿度が４０
％以下となるように循環ガスを加熱するようにすればよ
い。

【００１０】

【作用】上記構成により、電気集塵装置が作動中のとき
は、電気集塵装置内部の温度が高く、通風状態にあるた
め、ダストの積層は生じ難い状態にある。発電用ボイラ
が停止し、電気集塵装置の内部の温度が低下し、かつ、
湿度センサからの信号により、電気集塵装置の内部の相
対湿度が４０％以上になったことを検出したら、加熱器
を作動させて空気を加熱し、相対湿度を４０％以下に保
つ。これにより、放電線の肥大厚さが余り増加せず、小
さくできる。また、ダストの肥大化が抑制されるとハン
マリングにより、ダストは落下され易くなり、放電電流
の減少を防ぎ、集塵性能が良くなる。

【００１１】また、電気集塵装置内の空気をガス循環ダ
クトを経てガス循環フアンにより循環される。発電用ボ
イラが停止したとき、電気集塵装置内の空気をガス循環
フアンにより循環し、ガス循環ダクトを経て電気集塵装
置内に戻す。これにより、ガス循環ダクトの内部で加熱
器を作動させて空気を加熱するため、効率良く加熱して
所望の相対湿度となるように制御することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態および実施例】以下に、本発明に係
る電気集塵装置およびその制御方法の実施例について、
図面を参照して詳述する。図１は本発明に係る電気集塵
装置が配設される用ボイラ装置１のブロック図である。
同図において、ボイラ装置１は、ボイラ本体２と、脱硝
装置３と、エアヒータ４と、アンモニア注入装置５と、
電気集塵装置１０と、脱硫装置６と、煙突７等より構成
されている。

【００１３】ボイラ本体２は燃料の燃焼により生じた排
ガスを後段に排出する。ボイラ本体２から排出された、
約４００℃の排ガスには、ダスト、窒素酸化物、硫黄酸
化物等が含有されている。このような排ガスは脱硝装置
３に送られ、脱硝装置３では、排ガスに含有されている
窒素酸化物を除去する。

【００１４】エアヒータ４は、窒素酸化物が除去された
排ガスをボイラ本体２の燃焼用空気により冷却して約１
７０℃に低下するとともに、燃焼用空気を加熱して予熱
してボイラ本体２に供給している。アンモニア注入装置
５は、エアヒータ４によって約１７０℃に低下した排ガ
スに、アンモニアと空気の混合気体を供給して、排ガス
中の硫黄酸化物を中和し、後行程の電気集塵装置１０の
腐食を防いでいる。

【００１５】電気集塵装置１０は、排ガスを通過させて
排ガスからダストを吸引して集塵する集塵本体部１１
と、集塵本体部１１の下方に配設されて集塵したダスト
を収納するホッパ１２とからなる。集塵本体部１１に
は、放電極１３と、集塵極１４とからなる放電線装置１
５が配設されている。排ガスは放電極１３と集塵極１４
との間に形成された電場に導入され、排ガス中のダスト
は電場の電気力によって集塵極１４に吸引されて集塵さ
れる。脱硫装置６は、電気集塵装置１０でダストが除去
された排ガスから硫黄酸化物を除去する。煙突７は、以
上の行程で不純物が除去された後の排ガスを大気中に放
出している。

【００１６】以上は、従来の装置および排ガスの処理工
程であるが、本発明では、電気集塵装置１０には、以下
に説明する改良を行っている。本発明の電気集塵装置１
０は、内部の排ガスの相対湿度を測定する湿度センサ２
１と、電気集塵装置１０をバイパスし、かつ、電気集塵
装置１０で連結するガス循環ダクト２２を備えている。
当該ガス循環ダクト２２には、内部のガスを循環させる
ガス循環用ファン２３が設けられ、また、このガス循環
用ファン２３で循環されるガスの温度を上昇させる電気
集塵装置用加熱器２４が設けられている。更に、前記湿
度センサ２１からの信号により内部の排ガスの相対湿度
が所定値以上（４０％以上）になった時に電気集塵装置
用加熱器２４に指令を出力する制御部２５が備えられて
いる。

【００１７】更に、電気集塵装置１０には、放電極１３
および集塵極１４に槌打ハンマ２６が付設され、電気集
塵装置１０の放電電流が減少したときに放電極１３およ
び集塵極１４を槌打して、集塵極１４の表面に付着した
ダストを剥離している。また、電気集塵装置１０をバイ
パスして連結するガス循環ダクト２２の外側で、かつ、
電気集塵装置１０とアンモニア注入装置５との間、およ
び、電気集塵装置１０と脱硫装置６との間には、入口側
ダンパ２７および出口側ダンパ２８が付設されている。

【００１８】上記構成において、次に電気集塵装置１０
の作動について説明する。電気集塵装置１０が作動中の
ときは、放電極１３および集塵極１４は共に槌打ハンマ
２６で槌打（自動ハンマリング）されるとともに、通風
状態にあるため、放電極１３にダスト初層が付着してい
る程度であり、ダストの積層固着は生じ難い。しかし、
夏期で多湿のときなどに定期検査（約１ケ月停止時）を
行うと、多湿の空気が電気集塵装置１０の内部に入り、
特に上述した硫黄分を多量に含んだ低質の燃料を用いた
燃焼排ガスの集塵に際して、放電極１３のダストが固ま
り易いという問題がある。

【００１９】これを防止するため、ボイラ本体２を休止
する場合には次の通りの作業を行う。まず、作業者は、
ボイラ本体２を停止した後、入口側ダンパ２７および出
口側ダンパ２８を閉塞し、ガス循環用ファン２３を運転
するためにスイッチ２９を押す。このスイッチ２９から
の信号を受けて、制御部２５は、ガス循環用ファン２３
の運転を開始するとともに、湿度センサ２１からの信号
を受けて内部の排ガスの相対湿度の測定を開始する。

【００２０】湿度センサ２１からの信号を受けて制御部
２５が電気集塵装置１０の内部の排ガスの相対湿度が４
０％以上になったことを検出したら、電気集塵装置用加
熱器２４に指令を出力する。この信号を受けて電気集塵
装置用加熱器２４は加熱され、ガス循環用ファン２３か
ら送られる排ガスを加熱し温度を上昇させる。このと
き、放電極１３および集塵極１４は共に槌打ハンマ２６
で槌打（自動ハンマリング）されている。これにより、
電気集塵装置１０の内部の排ガスの相対湿度は４０％以
下に低下する。この結果ダストの肥大化は抑制されると
ともに、ハンマリングにより、ダストは落下される。

【００２１】上記において、次に電気集塵装置１０の内
部でのダストの肥大と相対湿度との関係について図２を
用いて説明する。図２は、低質燃料を燃焼し、ボイラ本
体２の起動と停止を繰り返し、かつ、ボイラ本体２の停
止時の電気集塵装置１０内の相対湿度を変化させて放電
極１３の肥大の厚さの変化を調べた図である。このと
き、ボイラ本体２の起動停止回数をそれぞれ３回とし、
放電極１３に付着したダストの肥大厚さを測定してい
る。図２は、横軸に相対湿度（％）を、縦軸に放電線に
付着しているダストの肥大厚さ（ｍｍ）を取り、実線で
その関係を求めている。この結果、相対湿度を４０％以
下にすることで放電極１３の肥大厚さが余り増加せず、
小さくできることが判明した。

【００２２】また、ダストの肥大厚さの増加と相対湿度
の関係、および、割れ強度を次の実験で確認している。 （実験方法） 直径１６ｍｍ、深さ２０ｍｍの成形器に石油残渣の
燃焼ダストを充填し、１／４に圧縮成形し、試料５０を
作成する。 温湿度を調整した恒温槽内内の容器に試料５０を入
れて２４時間保持し、吸湿前後の重量差から重量増加割
合を求める。この吸湿実験装置３０は、以下で説明する
図３に示す。 吸湿した試料を１７０℃で約３時間乾燥させる。 割れ強度測定装置４０で乾燥した試料の破壊力を測
定する。この割れ強度測定装置４０は、以下で説明する
図４に示す。

【００２３】図３はその吸湿実験装置３０を示す。実験
装置３０は、恒温室３１と、恒温室３１に収納され、試
料５０が挿入される容器３２と、容器の内部の温湿度を
測定する温湿度計３３と、容器に蒸気を供給するマント
ルヒータ３４と、マントルヒータ３４に空気を供給する
エアポンプ３５と、エアポンプ３５に吸い込まれる空気
量を測定する流量計３６と、容器３２とマントルヒータ
３４との間の配管に付設されているヒータ３７からなっ
ている。容器３２内に試料５０を挿入した後、ヒータ３
７を加熱して容器３２内の、空気（蒸気）の温度を２０
℃、３０℃、４０℃、５０℃に変化させる。また、マン
トルヒータ３４で水を加熱するとともに、エアポンプ３
５から所定量の空気を送り、相対湿度を３５％から８２
％の範囲で変化させる。

【００２４】上記の吸湿実験装置３０を用いて、試料５
０の相対湿度と重量増加の割合との関係を求め、その結
果は図５に示されている。図５では、横軸に相対湿度
（％）を、縦軸に重量増加割合（％）を取り、温度を２
０℃、３０℃、４０℃、５０℃に変化させるとともに、
相対湿度を３５％から８２％の範囲で変化させて、試料
５０の変化を求めた。重量増加割合（％）は、〔（吸湿
後の重量Ｗａ−吸湿前の重量Ｗ）×１００／吸湿前の重
量Ｗ〕で求めている。この結果、相対湿度が４０％以上
になると、温度の変化に余り関係なく、試料５０の重量
増加の割合が急激に大きくなることが判明した。

【００２５】また、図４はその割れ強度測定装置４０を
示す。割れ強度測定装置４０は、試料５０を押圧するマ
ンドレル４１と、マンドレル４１に付設され、押圧荷重
を測定するロードセル４２と、試料５０を置く受け台４
３とからなっている。試料５０を受け台４３に置いた
後、上方よりマンドレル４１で押圧して試料５０を破壊
する。この時の破壊力をロードセル４２で測定し、押圧
荷重を求める。上記の割れ強度測定装置４０を用いて、
試料５０の重量増加の割合と割れ強度との関係を求め、
その結果は図６に示されている。

【００２６】図６では、横軸に重量増加割合（％）を、
縦軸に割れ時の押圧荷重（ｇ）を取り、実線でその関係
を求めている。試料５０の重量増加の割合１０％（相対
湿度４０％に相当する）から割れ強度は急激に大きくな
ることが判明した。したがって、重量増加の割合１０％
（相対湿度４０％以下）以下では、槌打ハンマ２６での
槌打（自動ハンマリング）により、ダストが落下し易い
ことを示している。

【００２７】以上の電気集塵装置１０での確認、およ
び、実験装置３０での確認より、温度に余り関係なく、
相対湿度を４０％以下に保持することにより、ダストの
肥大化が抑制されるとともに、その強度も低く押さえら
れることが判明した。なお、上記実施例では、電気集塵
装置１０をバイパスするガス循環ダクト２２を設け、そ
のガス循環ダクト２２に配設されガス循環用ファン２３
および電気集塵装置用加熱器２４を設けたが、ガス循環
用ファン２３および電気集塵装置用加熱器２４を電気集
塵装置１０の内部に配設しても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電気集
塵装置内における雰囲気の相対湿度を測定する湿度セン
サを設け、前記電気集塵装置内の雰囲気を加熱する加熱
器を設け、前記相対湿度センサの検出湿度に応じて電気
集塵装置内雰囲気の加熱をなして相対湿度を設定値以下
に保持可能としたので、特に発塵源装置の起動、停止の
繰り返しによる放電極へのダスト付着肥大化を抑制し、
集塵効率を高く維持することができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気集塵装置を付帯するボイラ設
備のブロック図である。

【図２】本発明の電気集塵装置の内部でのダストの肥大
と相対湿度との関係を説明するための図である。

【図３】吸湿実験装置の構成図である。

【図４】割れ強度測定装置の構成図である。

【図５】相対湿度と試料の重量増加の割合との関係を示
す図である。

【図６】試料の重量増加の割合と割れ強度との関係を示
す図である。

【符号の説明】

１ ボイラ装置 ２ ボイラ本体 ３ 脱硝装置 ４ エアヒータ ５ アンモニア注入装置 ６ 脱硫装置 ７ 煙突 １０ 電気集塵装置 １１ 集塵本体部 １２ ホッパ １３ 放電極 １４ 集塵極 １５ 放電線装置 ２１ 湿度センサ ２２ ガス循環ダクト ２３ ガス循環用ファン ２４ 電気集塵装置用加熱器 ２５ 制御部 ２６ 槌打ハンマ ２７ 入口側ダンパ ２８ 出口側ダンパ ２９ スイッチ ３０ 吸湿実験装置 ４０ 割れ強度測定装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気集塵装置の前後通路を遮断して前記
   装置内ガスを循環させる循環ダクトを有し、電気集塵機
   内における雰囲気の相対湿度を測定する湿度センサを設
   け、前記電気集塵装置内の雰囲気を加熱する加熱器を循
   環経路内に設け、前記相対湿度センサの検出相対湿度に
   応じて電気集塵装置内雰囲気の加熱循環させて相対湿度
   を設定値以下に保持可能としたことを特徴とする電気集
   塵装置。
2. 【請求項２】 電気集塵装置の休止時に、電気集塵装置
   にガス循環閉回路を形成し、装置内の雰囲気の相対湿度
   を検出し、当該検出相対湿度が基準設定値を基準とし
   て、基準設定値を越えたときに循環ガスの相対湿度を前
   記基準設定値以下となるよう循環ガスを加熱制御するこ
   とを特徴とする電気集塵装置の制御方法。
3. 【請求項３】 前記基準設定相対湿度を４０％に設定し
   て、装置内ガスの相対湿度が４０％以下となるように循
   環ガスを加熱することを特徴とする請求項２に記載の電
   気集塵装置の制御方法。