一種濕式電子集塵器、其使用的放電線以及用于濕式電子集塵器的電源控制裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種從廢氣中去除粉塵及煙霞等的濕式電子集塵器及其使用的放電 線W及用于濕式電子集塵器的電源控制裝置和方法。本發(fā)明特別是設(shè)及一種能夠在抑制火 花放電的發(fā)生頻率并使對放電極的外加電壓比現(xiàn)有的高（例如，提高到65kVW上）的同 時，通過規(guī)定電流密度（例如，規(guī)定最小為0.ImA/m2)，實現(xiàn)提高對含重金屬的粉塵及煙霞等 的集塵效率的濕式電子集塵器及其使用的放電線W及用于濕式電子集塵器的電源控制裝 置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 一直W來，濕式電子集塵器（例如，參照專利文獻1~3)，不僅在礦業(yè)的硫酸霧處 理及侶精煉的廢氣處理中，而且在從廢棄物焚燒過程等產(chǎn)生的廢氣中，收集有害粉塵及煙 霞等的用途中得到應用。運樣，從防止大氣污染和環(huán)境保護的觀點來看，濕式電子集塵器被 作為有用的裝置而推廣。
[0003] 在濕式電子集塵器處理的被處理廢氣中，含有鉛，儒，神等有害物質(zhì)及重金屬。為 此，在運樣的濕式電子集塵器中，要求提高對包含有害物質(zhì)及重金屬的粉塵及煙霞等的集 塵效率。
[0004] 濕式電子集塵器的構(gòu)成包括，集塵極，其具有通常由2塊平板形，或者圓筒狀及棱 筒形狀等的筒形組成的平滑表面；及該集塵極內(nèi)設(shè)置的線狀的放電線。
[0005] 在通過運樣的濕式電子集塵器去除粉塵及煙霞等時，在放電極側(cè)和接地的集塵極 側(cè)之間施加有高電壓。據(jù)此，在放電極側(cè)和接地的集塵極側(cè)之間形成強烈的電流電場，隨著 電壓的增加從放電極一側(cè)產(chǎn)生猛烈的電暈放電，使放電極和集塵極之間的集塵空間充滿負 離子和電子。將廢氣導入運個集塵空間，廢氣中的粉塵及煙霞等則帶上負電，因伴隨靜電凝 聚作用的庫侖力而向集塵極移動，并附著于集塵極。附著的粉塵及煙霞等，在集塵極失去負 電荷，因為向集塵極供給的洗涂用水W及自重從集塵極脫離落下，排到電子集塵器的外部。
[0006] 運樣，濕式電子集塵器，可WW高的集塵效率收集各種種類的固態(tài)、液態(tài)的粉塵及 煙霞等微細物。
[0007] 在運樣的濕式電子集塵器中，為了提高對包含重金屬的粉塵及煙霞等的集塵效 率，眾所周知的手段是提高放電極和集塵極之間的外加電壓。
[0008] 【專利文獻1】日本專利文獻特開2007-196159號公報
[0009] 【專利文獻2】日本專利文獻特開2002-119889號公報
[0010] 【專利文獻3】日本專利文獻特公平6-91965號公報 1 ] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0012] 然而，如果一直增加濕式電子集塵器的放電極和集塵極電壓之間的外加電壓，貝U 會增大電暈放電，最終有時會產(chǎn)生火花放電（電火花）。
[0013] -旦產(chǎn)生運樣的火花放電，則會妨礙濕式電子集塵器的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。為此，在濕式電 子集塵器的運轉(zhuǎn)中，要求不僅要用洗涂用水噴霧，而且要保持不產(chǎn)生火花放電的穩(wěn)定的運 轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0014] 為此，使用包括在專利文獻1~3中的現(xiàn)有的濕式電子集塵器，為了響應運樣的要 求，處于不得不犧牲提高對包含重金屬的粉塵及煙霞等的集塵效率的要求，抑制外加電壓 的狀態(tài)。例如，根據(jù)專利文獻2,為了抑制火花放電的產(chǎn)生，處于不得不把外加電壓的有效電 壓限制于40kV~60kV左右的、降低集塵效率而運轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
[0015] 此外，在作為左右運樣的濕式電子集塵器的效率的因素中，除了放電極和集塵極 之間的外加電壓W外，還有電流。然而，在包括在專利文獻1~3中的現(xiàn)有的濕式電子集塵 器中，沒有充分考慮到電流。
[0016] 本發(fā)明鑒于運種現(xiàn)狀而完成，其目的在于，通過在抑制產(chǎn)生火花放電的發(fā)生頻率 并使對放電極的外加電壓與現(xiàn)有相比有所提高（例如，提高到65kVW上）的同時，規(guī)定電 流密度（例如，規(guī)定最低為0.ImA/m2)，實現(xiàn)提高對包含重金屬的粉塵及煙霞等的集塵效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明的一個方面的電子集塵器，具備：
[0018] 高壓產(chǎn)生部，其產(chǎn)生直流高電壓；
[0019] 直流電壓輸入部，其輸入由所述高壓產(chǎn)生部所產(chǎn)生的直流高電壓，由電容器濾波 并輸出該直流高電壓；
[0020] 放電極，其施加有從所述直流電壓輸入部輸出的直流高電壓；W及，
[0021] 集塵極，其通過根據(jù)所述直流高電壓在所述放電極之間產(chǎn)生的負電暈放電，并收 集粉塵及煙霞等，
[0022] 其中，所述電容器的容量，根據(jù)所述放電極和所述集塵極之間的電壓紋波系數(shù)設(shè) 定，
[0023] 其中，根據(jù)電流密度和有效電壓的對應關(guān)系，進行控制W在所述放電極和所述集 塵極之間施加65kVW上的有效電壓，對所述集塵極通W規(guī)定的最低0.ImA/m2的電流密度 的電流。
[0024] 本發(fā)明的一個方面的用于電子集塵器的芒刺放電線，包括：
[00巧]電導線，其與其縱向線狀正交的截面形狀為具有6個頂點的星形且相鄰頂點之間 彎曲成凹形；
[0026] 芒刺線，其兩端鋒利且在與電導線的縱向垂直的面上彎曲成L形，
[0027] 其中，從電導線的一端到另一端，芒刺線固定安裝設(shè)置W使彎曲的凸形部分與夾 持電導線并相對的每一對等間距且彎曲成凹形的部分配合。
[0028] 本發(fā)明的一個方面的用于電子集塵器的電源控制裝置，為電子集塵器用的電源控 制裝置，
[0029] 所述濕式電子集塵器包括：
[0030] 高壓產(chǎn)生部，其產(chǎn)生直流高電壓；
[0031] 直流電壓輸入部，其輸入從所述高壓產(chǎn)生部所產(chǎn)生的直流高電壓，由電容器濾波 并輸出該直流高電壓；
[0032] 放電極，其施加有從所述直流電壓輸入部所輸出的直流高電壓；W及，
[0033] 集塵極，其通過根據(jù)所述直流高電壓在所述放電極之間產(chǎn)生的負電暈放電，并收 集粉塵及煙霞等，
[0034] 其中，所述電容器的容量，根據(jù)所述放電極和所述集塵極之間的電壓紋波系數(shù)設(shè) 定，
[0035] 所述電源控制裝置具備：
[0036] 直流高電壓控制部，其作為向所述放電極施加所述直流高電壓的控制，執(zhí)行控制 W根據(jù)電流密度和有效電壓的對應關(guān)系，在所述放電極和所述集塵極之間施加65kVW上 的有效電壓，并對所述集塵極通W規(guī)定的最低0.ImA/m"的電流密度的電流。
[0037] 本發(fā)明的一個方面的用于電子集塵器的電源控制方法，為與上述本發(fā)明的一個方 面的用于電子集塵器的電源控制裝置對應的方法。 陽0測發(fā)明效果
[0039] 根據(jù)本發(fā)明、可W抑制火花放電的發(fā)生頻率，通過在抑制產(chǎn)生火花放電的發(fā)生頻 率并使對放電極的外加電壓與現(xiàn)有相比有所提高（例如，提高到65kVW上）的同時，規(guī)定 電流密度（例如規(guī)定為0.lmA/m2W上），從而能夠提高包含重金屬的粉塵及煙霞等的集塵 效率。
【附圖說明】
[0040] 圖1是本發(fā)明的一實施方式相關(guān)的濕式電子集塵器的大致結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0041] 圖2是顯示集塵器主體的外殼的內(nèi)部的大致結(jié)構(gòu)的斜視圖。
[0042] 圖3是詳細示出圖1的濕式電子集塵器中的、直流電壓輸入部2和直流高壓產(chǎn)生 部3的大致結(jié)構(gòu)的局部截面圖。
[0043] 圖4是示出施加于現(xiàn)有的濕式電子集塵器的直流高電壓V的時序圖。
[0044] 圖5是示出施加于本實施方式的濕式電子集塵器上的直流高電壓Vc的時序圖。 W45] 圖6示出對濕式電子集塵器的外加電壓的上限值的該外加電壓、和與其對應的電 流的關(guān)系。
[0046] 圖7示出內(nèi)設(shè)有圖2的電容器的本實施方式的濕式電子集塵器的等效電路的圖。
[0047] 圖8是示出本實施方式的濕式電子集塵器的效果的圖。
[0048] 圖9是示出本實施方式的濕式電子集塵器的效果的圖。 W例圖10是示出本實施方式的鐵芒刺線狀的放電線的形狀的具體實例的圖。
[0050] 圖11是示出電導線的形狀的具體實例的圖。
[0051] 圖12是示出放電線的詳細形狀的圖。
[0052] 圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式的濕式電子集塵器中、具有棱筒形集塵 極的集塵器主體的外殼的內(nèi)部大概結(jié)構(gòu)的斜視圖，其中，棱筒形集塵極W開口部為6棱形 的形狀的筒作為"腔"。
[005引圖14是示出圖1的濕式電子集塵器的圖10的鐵芒刺線狀的放電線、與電流密度 的關(guān)系的圖。
[0054] 圖15示出分別安裝了適用于本發(fā)明的放電線的多個四棱筒形的集塵極的斜視 圖。
[0055] 圖16是示出圖10的放電線和四棱筒形集塵極之間的位置關(guān)系的概要圖。
[0056] 圖17是示出試驗裝置的四棱筒形集塵極的斜視圖。
[0057] 圖18是用于空氣負荷試驗的比較例的放電線的概略圖。
[005引圖19是示出與本發(fā)明的第1實施方式相關(guān)的集塵系統(tǒng)的構(gòu)成例的圖。
[0059] 圖20是通過進入濕式電子集塵器的集塵極的各"腔"中的氣體里存在的微細粉塵 對空間電荷效應進行說明的圖。
[0060] 圖21是示出處于空氣負荷時和燃氣負荷時，濕式電子集塵器的電流和電壓的關(guān) 系的圖。
[0061] 圖22是對通過直流高電壓控制部可變地控制荷電電壓的具體實例進行說明的 圖。
[0062] 圖23是示出電源控制裝置的狀態(tài)遷移的圖。
[0063] 圖24是示出TP的輸入屏幕的表示例的圖。
[0064] 圖25是示出在實際的運轉(zhuǎn)中，現(xiàn)有的濕式電子集塵器的電流和電壓的時間推移 的圖。
[0065] 圖26是示出在實際的運轉(zhuǎn)中，適用于本實施方式的濕式電子集塵器的電流和電 壓的時間推移的圖。
[0066] 圖27是示出適用于第2實施方式的集塵系統(tǒng)的設(shè)備的構(gòu)成例的圖。
[0067] 圖28是示出與本發(fā)明的第2實施方式相關(guān)的集塵系統(tǒng)的構(gòu)成例的圖。
[0068] 圖29是與本發(fā)明的第3實施方式相關(guān)的、關(guān)于由圖28的集塵系統(tǒng)對運轉(zhuǎn)狀態(tài)的 切換的控制的時序圖。
[0069] 圖30是常規(guī)產(chǎn)品（固定電壓控制）、圖19的第1實施方式的集塵系統(tǒng)、圖29的第 3實施方式的集塵系統(tǒng)的每一個中的節(jié)能轉(zhuǎn)換觸發(fā)器、節(jié)能方法及電力的對比圖。
[0070] 圖31是示出與本發(fā)明的第4實施方式相關(guān)的集塵系統(tǒng)的構(gòu)成例的圖。
[0071] 圖32是示出用于與本發(fā)明的第4實施方式相關(guān)的圖31的集塵系統(tǒng)的荷電電壓的 可變控制的、電流密度和有效電壓的對應關(guān)系的一個例子的圖。
[0072] 圖33是在執(zhí)行與本本發(fā)明第4實施方式的對荷電電壓的可變地控制的情況下，表 示濕式電子集塵器的電流和荷電電壓的時間推移的圖。
【具體實施方式】
[0073]W下根據(jù)【附圖說明】本發(fā)明的一實施方式。
[0074] 具體地說，圖I(A)和圖1度），是顯示濕式電子集塵器的外觀的大致結(jié)構(gòu)的截面 圖，是W互相成大致直角的各個方向為視角的截面圖。 陽0巧]濕式電子集塵器包括，集塵器主體1，直流電壓輸入部2,直流高壓產(chǎn)生部3。另外， 雖未圖示，作為濕式電子集塵器的構(gòu)成部件，還另外適當設(shè)有控制直流高壓產(chǎn)生部3的直 流電壓控制部等。
[0076] 在集塵器主體1中，設(shè)有上殼體11，同時發(fā)揮側(cè)部殼體功能的集塵極12,下殼體 13,和框架14。
[0077] 通過將上殼體11，集塵極12,下殼體13從上方依次組合，構(gòu)成集塵器主體1的外 殼。集塵器主體1的外殼，通過框架14固定于僅從地面分開預定距離的上方。在本實施方 式中，集塵器主體1外殼的材質(zhì)采用導電性能的FRP。
[0078] 圖2,是顯示集塵器主體I的外殼的內(nèi)部的大致結(jié)構(gòu)的斜視圖。
[0079] 如圖2所示，在集塵器主體1的外殼內(nèi)部，設(shè)有上格柵21，上述的集塵極12,下格 柵23,電極桿24,放電線25,重塊26,朝上的噴頭27,W及清洗用管道28。
[0080] 如圖2所示，上格柵21，集塵極12,下格柵23,配設(shè)為依次從上方相互僅分開預定 距離，在水平方向相互大致平行。
[0081] 如圖2所示，集塵極12,W棱筒為單元（W下，稱運樣的單元為"腔")，通過連續(xù)重 復配置多個"腔"而構(gòu)成。
[0082] 具體地說，W下，稱大致水平方向之中的一個方向為"縱向"，與"縱向"成直角的方 向為"橫向"。在運種情況下，通過沿縱向連續(xù)重復配置N個單元，沿橫向連續(xù)重復配置M個 單元（W下，WNXM來表達）來構(gòu)成集塵極12。
[0083] 在運里，N和M為獨立的任意整數(shù)，如圖2所示，在本實施方式中，集塵極12的"腔" 的個數(shù)為NXM= 9X9個。
[0084] 此外，本實施方式中的腔，為由長度為35~50cm的邊組成的棱筒。邊的長度為 35~50cm的理由在W后敘述。
[00化]另外，在本實施方式中，集塵極12的材質(zhì)采用導電性的FRP。
[0086] 在本實施方式中，相對運樣的集塵極12,放電極由電極桿24及放電線25構(gòu)成。
[0087] 如圖2所示，電極桿24,配設(shè)為沿大致垂直方向貫穿集塵極12的預定的"腔"的中 央內(nèi)部，上端部固定于上格柵21，下端部固定于下格柵23。
[0088] 如圖2所示，放電線25,配設(shè)為從上格柵21吊掛下來，沿大致垂直方向貫穿集塵 極12的預定的'1空"的中央內(nèi)部。放電線25還連接到設(shè)置于下格柵23的上部的重塊26， W保持僅不松弛的張力。
[0089] 在電極桿24中，直接施加有由圖1中的直流高壓產(chǎn)生部3產(chǎn)生的、通過圖1中的 直流電壓輸入部2供給的負極的直流高電壓。另一方面，在放電線25上，通過上格柵21施 加有該負極的直流高電壓。
[0090] 朝上的噴頭27,配設(shè)于集塵極12的各"腔"的四角的上方，將清洗用管道28內(nèi)流 動的洗涂用水，沿大致垂直向上的方向噴出微細的霧。據(jù)此，能夠清洗并去除附著在集塵極 12上的粉塵及煙霞等。
[0091] 在本實施方式的濕式電子集塵器1中，洗涂用水，被從朝上的噴頭27沿大致垂直 向上的方向W微細的霧噴出。據(jù)此，因為洗涂用水的散布好，能夠使所用的洗涂用水的用水 量比現(xiàn)有所使用的用水量少。
[0092] 具體地說，在集塵極的面積為126m2的情況下，在現(xiàn)有的濕式電子集塵器中，需要 15化/min的洗涂用水使用量，而在本實施方式的濕式電子集塵器1中，僅需15L/min的洗涂 用水的使用量即可。
[0093] 此外，當大量的洗涂用水通過放電極的周圍時，易產(chǎn)生電火花（火花放電）。運一 點，本實施方式的濕式電子集塵器1，相比于現(xiàn)有的濕式電子集塵器，因為能夠大幅減少所 使用的洗涂用水的使用量，因而能夠極大地抑制電火花的產(chǎn)生。
[0094] 此外，在本實施方式的濕式電子集塵器1中，因為洗涂用水是W微細的霧被噴出 的，通過放電極周圍時的洗涂用水的粒徑，比現(xiàn)有的濕式電子集塵器的要小，所W能夠進一 步抑制電火花的產(chǎn)生。
[00巧]換言之，朝上的噴頭27,是有利于提高施加于電極桿24和放電線25上的負極的直 流高電壓的構(gòu)成部件。
[0096] 圖3,是詳細表示圖1的濕式電子集塵器中的，直流電壓輸入部2和直流高壓產(chǎn)生 部3的大致結(jié)構(gòu)的局部截面圖。
[0097] 具體地說，圖3 (A)和圖3度），是詳細表示直流電壓輸入部2和直流高壓產(chǎn)生部3 的外觀的大致結(jié)構(gòu)的截面圖，為W相互成大致直角的各個方向為視角的截面圖。
[0098] 如圖3所示，直流電壓輸入部2,具有電容器箱31，母線槽32,和絕緣腔33。
[0099] 在電容器箱31的內(nèi)部，設(shè)有電容器41，保護電阻42,和保護電阻43。
[0100] 在運里，簡單說明設(shè)置電容器41的理由。 陽101] 換言之，從直流高壓產(chǎn)生部3產(chǎn)生的輸入到直流電壓輸入部2的直流高電壓V，雖 通過后述的直流高壓產(chǎn)生裝置71被從交流變換到直流（W下稱為"整流"），但卻沒有進行 充分的整流。
[0102] 為此，在從直流高壓產(chǎn)生部3產(chǎn)生的直流高電壓V中，其峰-峰的電壓差AE很大， 相對于有效電壓化其峰值電壓化變得很高。因此，假若將運個直流高電壓V，不作任何改 變地施加于放電極，有可能增大火花放電的發(fā)生頻率。另外，如上所述，在本實施方式中的 放電極，指圖2所示的電極桿24和放電線25。
[0103] 因此，在本實施方式中，對于由直流高壓產(chǎn)生部3產(chǎn)生的直流高電壓V，通過電容 器41，進一步使運一直流的脈動電流變?。╓下稱為"濾波"），通過降低峰-峰的電壓差 AE，可W在提高有效電壓化的同時，抑制峰值電壓化。
[0104] 換言么通過電容器41濾波后的直流高電壓Vc,不僅提高了有效電壓化，也抑制 了峰值電壓化。提高有效電壓化，意味著能夠提高濕式電子集塵器的集塵效率。另一方面， 抑制峰值電壓化，意味著能夠抑制電子集塵器中的火花放電的發(fā)生頻率。
[0105] 據(jù)此，即使使用比現(xiàn)有的有效電壓化高的外加電壓，也可W抑制火花放電的發(fā)生 頻率而進行穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，結(jié)果，W較高的效率收集粉塵及煙霞等。
[0106] 另外，關(guān)于電容器41及其效果的更詳細情況，參照圖3 W后的附圖在后面敘述。 陽107] 保護電阻42,連接于電容器41，和后述的直流高壓產(chǎn)生部3的高電壓輸出端子72 之間。
[0108] 保護電阻43,連接于該高電壓輸出端子72,和母線槽32的后述的母線51之間，起 過電壓保護作用。
[0109] 在母線槽32的內(nèi)部，設(shè)有母線51，壁穿通絕緣子52,和封板53。
[0110] 母線51，連接于保護電阻43的一端（與高電壓輸出端子72的相連接的一端相反 的一端），和壁穿通絕緣子52的一端。 陽111] 壁穿通絕緣子52,正如其名稱，配置為貫穿封板53,其一端，連接于所述母線51， 而其另一端，連接于絕緣腔33中的后述的支撐絕緣子61。
[0112] 封板53, W阻斷被處理廢氣進入母線槽32為目的，設(shè)置于該母線槽32和絕緣腔 33之間。
[0113] 絕緣腔33中設(shè)置的支撐絕緣子61，其一端，連接于所述壁穿通絕緣子52,而其另 一端，連接于作為放電極的一部分的電極桿24 (圖2)。