TWI854543B - 集塵系統及集塵方法 - Google Patents
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Abstract
提供可有效率地捕集包含於氣體的微粒子的集塵系統及集塵方法。集塵系統係包含:氣體流通的流通路徑、對流通路徑供給液滴的液滴供給部、配置於比液滴的供給位置更靠下游側的流通路徑,在氣體的流路形成電場,讓包含於氣體的微粒子及液滴帶電,並使微粒子與液滴衝撞(凝集)的靜電凝集部、配置於比靜電凝集部更靠下游側的流通路徑,捕集液滴與微粒子的集塵部。
Description
本公開係關於集塵系統及集塵方法。
在燃燒化石燃料的發電設備、燃燒垃圾的垃圾處理設備中,作為廢氣的處理裝置,配置捕集包含於廢氣的微粒子的集塵系統。集塵系統係存在有在廢氣的通過路徑形成電場,使帶電的微粒子附著於電極而進行捕集的電集塵機、對廢氣噴射液滴,透過液滴捕集微粒子之濕式的集塵機、使廢氣旋轉,讓微粒子離心分離的旋風型的集塵機等。例如於專利文獻1、專利文獻2記載在電集塵機的上游側透過噴霧來噴射液滴的系統。
[專利文獻1]國際公開第2011/108324號
[專利文獻2]國際公開第2016/153046號
如專利文獻1及專利文獻2,透過對廢氣噴射水,可讓微粒子附著於水,可利用下游的電集塵機捕集微粒子。然而,被要求更有效率地進行捕集。
本公開係有鑑於此種問題所發明者,提供可有效率地捕集包含於氣體的微粒子的集塵系統及集塵方法。
用以解決前述課題之本公開的集塵系統,係包含:流通路徑,係氣體流通的流通路徑;液滴供給部,係對前述流通路徑供給液滴;靜電凝集部,係配置於比前述液滴的供給位置更靠下游側的流通路徑,在前述氣體的流路形成電場,讓包含於前述氣體的微粒子及前述液滴帶電、衝撞(凝集);及集塵部,係配置於比前述靜電凝集部更靠下游側的流通路徑,捕集前述液滴與前述微粒子。
用以解決前述課題之本公開的集塵方法,係包含:對氣體流通的流通路徑供給液滴的步驟;在比前述液滴的供給位置更靠下游側的流通路徑形成電場,讓包含於前述氣體的微粒子及前述液滴帶電、衝撞(凝集)的步驟;及利用比使前述微粒子及前述液滴帶電的位置更靠下游側的流通路徑,捕集前述液滴與前述微粒子的步驟。
依據本公開,可有效率地捕集包含於氣體的
微粒子。
10:燃燒設備
12:燃燒裝置
14:集塵系統
20:流通路徑
21:液滴供給部
21a:液滴供給部
21b:液滴供給部
21c:液滴供給部
22:靜電凝集部
22a:靜電凝集部
24:電集塵機(集塵部)
24a:電集塵機(集塵部)
26:送風機
30:流通方向
40:噴嘴
40a:噴嘴
50:放電電極
50a:放電電極
52:接地電極
52a:接地電極
60:放電電極
60a:放電電極
62:接地電極
62a:接地電極
70:粒徑分布
72:粒徑分布
74:粒徑分布
82:微粒子分布
82a:微粒子分布
84:液滴分布
90:微粒子
92:液滴
94:第1區域
96:第2區域
202:整流機構
[圖1]圖1係揭示具有本實施方式的集塵系統之燃燒設備的概略構造的示意圖。
[圖2]圖2係揭示集塵系統之概略構造的立體圖。
[圖3]圖3係揭示圖2所示的集塵系統之概略構造的剖面圖。
[圖4]圖4係說明集塵系統的處理的說明圖。
[圖5]圖5係說明集塵系統的處理的說明圖。
[圖6]圖6係揭示其他實施方式的集塵系統之概略構造的立體圖。
[圖7]圖7係揭示圖6所示的集塵系統之概略構造的剖面圖。
[圖8]圖8係揭示其他實施方式的集塵系統之概略構造的立體圖。
[圖9]圖9係揭示其他實施方式的集塵系統之概略構造的立體圖。
[圖10]圖10係揭示其他實施方式的集塵系統之概略構造的立體圖。
以下針對本公開的集塵系統及集塵方法,使
用圖式進行說明。再者,本公開中所說明的僅為本發明的一實施例,並不因此限定本發明。本實施方式係作為處理透過燃燒裝置燃燒的廢氣之狀況來說明集塵系統,但並不限定於此。集塵系統可用於包含於氣體的各種微粒子的捕集。例如,可使用來作為回收製造工場內之包含於空氣的微粒子的系統、回收拆除工程等之作業現場的微粒子例如粉塵的系統。又,微粒子並不限定於固體,作為如液滴、焦油的液狀物亦可。
圖1係揭示具有本實施方式的集塵系統之燃燒設備的概略構造的示意圖。圖1所示的燃燒設備10具有燃燒裝置12與集塵系統14。
燃燒裝置12係為燃燒化石燃料、焚化物等的裝置。燃燒裝置12係排出燃燒時產生的廢氣。包含於廢氣之燃燒對象所產生的熱可使用來作為發電或熱源。燃燒設備10係在廢氣的路徑,配置回收廢氣的熱的排熱回收裝置及處理微粒子以外之有害成分的廢氣處理裝置亦可。
接著,使用圖1、圖2及圖3,針對集塵系統14進行說明。圖2係揭示集塵系統之概略構造的立體圖。圖3係揭示圖2所示的集塵系統之概略構造的剖面圖。集塵系統14係捕集從燃燒裝置12排出之包含於廢氣的微粒子。集塵系統14包含流通路徑20、液滴供給部21、靜電凝集部22、電集塵機24、送風機26。流通路徑20係為將燃燒裝置12中生成的廢氣往流通方向30流通的管路。流通路徑20係從流通方向30的上游側以液滴供給部21、靜電凝集部22、
電集塵機24、送風機26的順序配置。
液滴供給部21對流通路徑20噴射液體,形成多數液滴。液滴供給部21具備複數噴嘴40。噴嘴40噴注液體,形成所定範圍之粒徑的液滴。
靜電凝集部22配置於比流通路徑20之液滴供給部21的噴嘴40更靠下游側。靜電凝集部22係在微粒子與液滴通過的區域,形成電場而使微粒子與液滴帶電。帶電的微粒子與液滴藉由擴散、電泳,移動於電場中,相互衝撞(凝集)。微粒子與液滴衝撞的話會被擷取至液滴內。靜電凝集部22具有放電電極50與接地電極52。放電電極50被施加所定電壓。接地電極52係為與放電電極50對向配置之板狀的電極。接地電極52係以沿著流通方向30的方向成為表面的方向來配置。藉此,接地電極52可抑制成為廢氣的流動的阻力。接地電極52被接地。靜電凝集部22透過對放電電極50施加所定電壓,在放電電極50與接地電極52之間形成電場。再者,靜電凝集部22只要在放電電極50與接地電極52之間形成電場即可,不讓接地電極52接地而施加所定電壓亦可。
在本實施方式中,將靜電凝集部22配置於比噴嘴40更靠下游側,但並不限定於此。靜電凝集部22係一部分配置於比噴嘴40更靠上游側亦可。也就是說,在靜電凝集部22中配置噴嘴40亦可。
電集塵機24配置於比流通路徑20的靜電凝集部22更靠下游側。電集塵機24係在微粒子與液滴通過的區
域,形成電場,捕集微粒子與液滴。電集塵機24具有放電電極60與接地電極(集塵電極)62。放電電極60被施加所定電壓。接地電極62係為與放電電極60對向配置之板狀的電極。接地電極62係以沿著流通方向30的方向成為表面的方向來配置。藉此,接地電極62可抑制成為廢氣的流動的阻力。接地電極62被接地。本實施方式的電集塵機24係以放電電極60與接地電極(集塵電極)62的間隔為比靜電凝集部22之放電電極50與接地電極52的間隔還短的間隔之方式配置。電集塵機24透過對放電電極60施加所定電壓,在放電電極60與接地電極62之間形成電場。電集塵機24透過形成電場,使包含於廢氣的微粒子與液滴朝向接地電極62移動,附著於接地電極62而藉此進行捕集。
再者,電集塵機24只要在放電電極60與接地電極62之間形成電場即可,不讓接地電極62接地而施加所定電壓亦可。電集塵機24具備去除附著於接地電極62的微粒子的洗淨裝置、使其往垂直方向下落下而進行回收的回收裝置亦可。
送風機26係比電集塵機24更靠下游側,配置於流通路徑20。送風機26係形成從燃燒裝置12朝向電集塵機24的流向,將廢氣送至流通方向30。再者,集塵系統14係在來自燃燒裝置12等的廢氣的排出時以所定流速排出的狀況中,不設置送風機26亦可。亦即,利用燃燒裝置12滿足送風功能亦可。
接著,除了圖2及圖3之外,使用圖4及圖5,
針對集塵系統14的集塵方法進行說明。圖4及圖5係分別說明集塵系統的處理的說明圖。集塵系統14係被供給包含微粒子的廢氣。流入至集塵系統14的氣體所包含之粒子的分布係如圖4的粒徑分布70所示,成為僅有對應微粒子的微粒子分布82。
流入至集塵系統14的廢氣沿流通方向30移動,在配置噴嘴40的區域供給液滴。被供給液滴的氣體所包含之粒子的分布係如圖4的粒徑分布72所示,包含對應微粒子的微粒子分布82與對應液滴的液滴分布84。也就是說,成為液滴與微粒子混合存在的狀態。
集塵系統14係液滴與微粒子混合存在的氣體通過靜電凝集部22的話,如圖5所示,微粒子90與液滴92通過形成電場的第1區域94。微粒子90與液滴92係在通過配置靜電凝集部22的第1區域94時帶電。微粒子90在帶電的狀態下,接近液滴92的附近的話,會附著於液滴92或被吸收至液滴中。藉此,集塵系統14係如圖4所示,通過靜電凝集部22之氣體的粒徑分布74成為微粒子分布82a與液滴分布84。在此,微粒子分布82a係微粒子和液滴一體化,故比微粒子分布82更加減少。
集塵系統14係成為粒徑分布74之狀態的氣體通過配置電集塵機24的第2區域96。通過第2區域96的微粒子90附著的液滴92係在形成於電集塵機24的電場,朝向接地電極62移動的力作用於其,朝向接地電極62移動而附著於接地電極62。
集塵系統14係如上所述,在電集塵機24的上游側,設置液滴供給部21與靜電凝集部22,利用液滴供給部21對廢氣供給液滴,透過利用靜電凝集部22讓液滴與微粒子帶電,使液滴與微粒子容易衝撞,可利用液滴捕集微粒子。透過利用電集塵機24對捕集了微粒子的液滴進行捕集,藉此可捕集廢氣中的微粒子。
液滴與微粒子在未帶電時,由於因為沿著廢氣的流向而移動所產生之液滴的周圍之氣體的流向等的影響,微粒子無法接近液滴,成為微粒子難以接觸到液滴的狀況。在此狀態下到達電集塵機24的話,液滴與微粒子成為各別分離的狀態,電集塵機24會捕集到微粒子並未附著的液滴。相對於此,透過以靜電凝集部22讓液滴與微粒子帶電,如上所述,讓微粒子容易與液滴衝撞,在到達電集塵機24之前,可成為微粒子附著於液滴的狀態。藉此,可利用電集塵機24對捕集了微粒子的液滴進行捕集。
集塵系統14係透過利用電集塵機24捕集微粒子附著的液滴,可捕集在相同電場中比微粒子更容易移動的液滴,相較於捕集微粒子單體,可更有效率地進行捕集。又,可利用比微粒子更短的距離捕集液滴,故可縮小電集塵機24。
在此,靜電凝集部22係形成電場強度比電集塵機24低的電場為佳。藉此,可利用靜電凝集部22,一邊抑制液滴的捕集,一邊可讓微粒子與液滴接觸,可透過電集塵機24捕集液滴。
靜電凝集部22係將接地電極與放電電極的距離設為大於在電集塵機24的接地電極與放電電極的距離為佳。靜電凝集部22係將接地電極與放電電極的距離設為電集塵機24的2倍以上3倍以下為佳。
靜電凝集部22係將接地電極與放電電極的電位差設為小於電集塵機24為佳。靜電凝集部22係將接地電極與放電電極的電位差設為電集塵機24的1/3以上1以下為佳。靜電凝集部22係透過將接地電極與放電電極的電位差設為小於電集塵機24,可一邊在接地電極與放電電極之間,抑制透過液滴的放電發生,一邊讓液滴與微粒子帶電。
靜電凝集部22係將接地電極與放電電極的電極間隔(氣體流動方向的間隔或與其垂直方向的距離)設為100mm以上500mm以下為佳。靜電凝集部22係將接地電極與放電電極的電位差設為10kV以上50kV以下為佳。透過加寬氣體流通方向的電極間隔,可確保微粒子與液滴的衝撞時間。
液滴供給部21係將所供給之液滴的流量α(L/分)與流通路徑20的氣體流量β(m3/分)的關係滿足0.1(α/β)≦1.0的液滴,供給至流通路徑20為佳。藉此,可一邊在接地電極與放電電極之間,抑制透過液滴的異常放電(火花)發生,一邊讓液滴與微粒子帶電。
靜電凝集部22與電集塵機24配置於1個框體的內部亦可。例如,將靜電凝集部22與電集塵機24設為在
流通路徑20配置形成電場的電極的構造亦可。又,集塵系統14係在靜電凝集部22與電集塵機24之間設置所定距離亦可。藉此,利用靜電凝集部22帶電的微粒子可在附著於液滴的狀態下侵入至電集塵機24,可更提升微粒子的捕集效率。
本實施方式的集塵系統14係透過利用電集塵機24進行集塵,可使帶電的液滴與微粒子更有效率地移動,可更有效率地對微粒子進行集塵。在此,本實施方式的集塵系統14可獲得前述效果,故雖然利用電集塵機24進行液滴及微粒子的集塵,但是,集塵部並不限定於此。集塵系統14係作為集塵部,使用讓氣體往離心方向旋轉,透過離心力,捕集液滴的旋風式集塵機亦可,設置捕集液滴的油霧捕捉器亦可,作為供給液滴,使其與微粒子附著的液滴合體、落下之濕式的集塵機亦可。
圖6係揭示其他實施方式的集塵系統之概略構造的立體圖。圖7係揭示圖6所示的集塵系統之概略構造的剖面圖。圖6及圖7所示的集塵系統係除了靜電凝集部22a與電集塵機24a的構造以外,與集塵系統14相同。
靜電凝集部22a具有放電電極50a與接地電極52a。放電電極50a為棒狀的電極。接地電極52為棒狀的電極,配置於放電電極50a的周圍。電集塵機24a具有放電電極60a與接地電極62a。放電電極60a為棒狀的電極。接地電極62為棒狀的電極,配置於放電電極60a的周圍。接地電極62係以在周圍配置複數放電電極60a時,與複數放電
電極60a各自成為等距離之方式配置。
如此,將接地電極52a、62a設為棒狀的形狀亦可。此時,透過將靜電凝集部22a的電場設為比電集塵機24a的電場還弱的電場強度,利用靜電凝集部22a讓液滴與微粒子帶電,並且使液滴與微粒子衝撞(凝集),可利用電集塵機24a,容易對包含微粒子的液滴進行集塵。
圖8係揭示其他實施方式的集塵系統之概略構造的立體圖。圖8所示的集塵系統係液滴供給部21a與集塵系統14不同。以下,說明圖8所示的集塵系統特有之處。圖8所示的集塵系統的液滴供給部21a係噴嘴40a的噴射方向成為與流通方向30相反側。也就是說,噴嘴40a朝向流通方向30的上游側噴射液滴。藉此,被噴射的液滴係往流通方向30的上游側移動之後,透過沿著流通方向30流動的廢氣的力道,行進方向反轉,沿著流通方向30移動。
圖8所示的集塵系統係將噴嘴40a的噴射口配置於流通方向30的上游側,透過朝向流通方向30的上游側噴射液滴,可更增長從噴嘴40a噴射的液滴侵入至靜電凝集部22為止的移動距離。藉此,可讓從液滴供給部21a供給的液滴,在更加分散的狀態下侵入至靜電凝集部22。透過分散的液滴侵入至靜電凝集部22,可讓微粒子與液滴更加接觸。又,即使縮短噴嘴40a與靜電凝集部22的距離,液滴也可移動為了分散液滴所需的距離,故可一邊縮短集塵系統的流通方向30的長度,一邊提升微粒子的捕集性能。
圖9係揭示其他實施方式的集塵系統之概略構造的立體圖。圖9所示的集塵系統係液滴供給部21b與集塵系統14不同。以下,說明圖9所示的集塵系統特有之處。圖9所示的集塵系統的液滴供給部21b除了液滴供給部21的各部之外,具有整流機構202。
整流機構202配置在噴嘴40與靜電凝集部22之間。整流機構202係配置成液滴與微粒子通過的開口規則性地形成的板形狀,所謂板狀的網子。整流機構202例如可使用數值口徑為0.5的網子。整流機構202將網子的數值口徑設為0.2以上0.6以下為佳。
液滴供給部21b係透過將規則性地形成開口的整流機構202配置在噴嘴40與靜電凝集部22之間,對從噴嘴40噴射的液滴與包含於廢氣的微粒子的流動進行整流,讓液滴容易與微粒子衝撞。具體來說,透過整流機構202,可將液滴與微粒子可通過的區域限制在整流機構202的開口。藉此,通過開口時,可成為微粒子的附近存在液滴的狀態,可讓液滴與微粒子容易衝撞。又,透過將液滴一樣地擴張於網子面,可讓液滴分散於整流機構202面的寬廣範圍。其結果,可在更寬廣的範圍,使液滴與微粒子接觸。
整流機構202並不限定於網子形狀的板子,可設為限制從噴嘴40噴射的液滴與微粒子的移動,可促進微粒子對液滴的附著之各種形狀。整流機構202設為筒狀的流路二維排列的構造,亦即配置厚度厚的網子的構造亦
可。又,整流機構202係設置複數段數的整流機構亦可。
圖10係揭示其他實施方式的集塵系統之概略構造的立體圖。圖10所示的集塵系統係液滴供給部21c與集塵系統14不同。以下,說明圖10所示的集塵系統特有之處。圖10所示的集塵系統的液滴供給部21c係噴嘴40被配置成格子狀。液滴供給部21c例如每1m2配置60個噴嘴40。
液滴供給部21c係透過將噴嘴40配置成格子狀,可縮小利用1個噴嘴40噴射液滴的區域,可縮短噴射的液滴擴散至所定範圍所需的距離(流通方向30的距離)。又,從配置成格子狀的複數噴嘴噴射液滴,可讓噴射的液滴容易減速,可在短距離中減速至與微粒子相同的流速。藉此,可讓微粒子與液滴更容易接觸,可更確實地利用液滴捕集微粒子。
再者,在本實施方式中,設為分別排列狀地配置於2維方向的行列配置,但是,作為千鳥格子排列亦可。又,液滴供給部21c只要從流通方向30觀察時二維排列即可,作為流通方向30的位置錯開的配置亦可。
本公開揭示以下的發明。再者,未限定於後述內容。
(1)一種集塵系統,其特徵為包含:流通路徑,係氣體流通的流通路徑;液滴供給部,係對前述流通路徑供給液滴;靜電凝集部,係配置於比前述液滴的供給位置更靠下游側的流通路徑,在前述氣體的流路形成電場,讓包含於前述氣體的微粒子及前述液滴帶電,並使微粒子與液滴
衝突;及集塵部,係配置於比前述靜電凝集部更靠下游側的流通路徑,捕集前述液滴與前述微粒子。
(2)如(1)所記載之集塵系統,其中,前述集塵部,係為具有放電電極與接地電極,在前述放電電極與前述接地電極之間形成電場,讓前述接地電極附著前述液滴及前述微粒子的電集塵機。
(3)如(2)所記載之集塵系統,其中,前述靜電凝集部,係形成電場強度比前述集塵部低的電場。
(4)如(3)所記載之集塵系統,其中,前述靜電凝集部,係被施加的電壓比前述集塵部小。
(5)如(3)或(4)所記載之集塵系統,其中,前述靜電凝集部,係具有放電電極與接地電極,前述放電電極與前述接地電極的距離比在前述集塵部的前述接地電極與前述放電電極的距離還寬。
(6)如(2)至(5)中任一項所記載之集塵系統,其中,前述接地電極係為板狀的電極。
(7)如(2)至(5)中任一項所記載之集塵系統,其中,前述接地電極係為棒狀的電極。
(8)如(1)至(7)中任一項所記載之集塵系統,其中,前述液滴供給部,係將所供給之液滴的流量α(L/分)與前述流通流路的氣體流量β(m3/分)的關係滿足0.1(α/β)≦1.0的液滴,供給至前述流通流路。
(9)如(1)至(8)中任一項所記載之集塵系統,其中,前述液滴供給部,係將前述液滴噴射至上游側。
(10)如(1)至(9)中任一項所記載之集塵系統,其中,前述液滴供給部,係噴射前述液滴的噴射口格子狀地排列於與前述氣體的流動方向正交之面。
(11)如(1)至(10)中任一項所記載之集塵系統,其中,前述液滴供給部,係在噴射前述液滴的噴射位置的下游側,具備網子形狀的整流機構。
(12)一種集塵方法,其特徵為包含:對氣體流通的流通路徑供給液滴的步驟;在比前述液滴的供給位置更靠下游側的流通路徑形成電場,讓包含於前述氣體的微粒子及前述液滴帶電的步驟,並使微粒子與液滴衝突的步驟;及利用比使前述微粒子及前述液滴帶電的位置更靠下游側的流通路徑,捕集前述液滴與前述微粒子的步驟。
10:燃燒設備
12:燃燒裝置
14:集塵系統
20:流通路徑
21:液滴供給部
22:靜電凝集部
24:電集塵機
26:送風機
30:流通方向
Claims (12)
- 一種集塵系統,其特徵為包含:流通路徑,係氣體流通的流通路徑;液滴供給部,係對前述流通路徑供給液滴;靜電凝集部,係配置於比前述液滴的供給位置更靠下游側的流通路徑,在前述氣體的流路形成電場,讓包含於前述氣體的微粒子及前述液滴帶電,並使微粒子與液滴衝撞;及集塵部,係配置於比前述靜電凝集部更靠下游側的流通路徑,捕集前述液滴與前述微粒子。
- 如請求項1所記載之集塵系統,其中,前述集塵部,係為具有放電電極與接地電極,在前述放電電極與前述接地電極之間形成電場,讓前述接地電極附著前述液滴及前述微粒子的電集塵機。
- 如請求項2所記載之集塵系統,其中,前述靜電凝集部,係形成電場強度比前述集塵部低的電場。
- 如請求項3所記載之集塵系統,其中,前述靜電凝集部,係被施加的電壓比前述集塵部小。
- 如請求項3所記載之集塵系統,其中,前述靜電凝集部,係具有放電電極與接地電極,前述放電電極與前述接地電極的距離比在前述集塵部的前述放電電極與前述接地電極的距離還寬。
- 如請求項2所記載之集塵系統,其中, 前述接地電極係為板狀的電極。
- 如請求項2所記載之集塵系統,其中,前述接地電極係為棒狀的電極。
- 如請求項1所記載之集塵系統,其中,前述液滴供給部,係將所供給之液滴的流量α(L/分)與前述流通流路的氣體流量β(m3/分)的關係滿足0.1(α/β)≦1.0的液滴,供給至前述流通流路。
- 如請求項1所記載之集塵系統,其中,前述液滴供給部,係將前述液滴噴射至上游側。
- 如請求項1所記載之集塵系統,其中,前述液滴供給部,係噴射前述液滴的噴射口格子狀地排列於與前述氣體的流動方向正交之面。
- 如請求項1至10中任一項所記載之集塵系統,其中,前述液滴供給部,係在噴射前述液滴的噴射位置的下游側,具備網子形狀的整流機構。
- 一種集塵方法,其特徵為包含:對氣體流通的流通路徑供給液滴的步驟;在比前述液滴的供給位置更靠下游側的流通路徑形成電場,讓包含於前述氣體的微粒子及前述液滴帶電的步驟,使微粒子與液滴衝撞的步驟;及利用比使前述微粒子及前述液滴帶電的位置更靠下游側的流通路徑,捕集前述液滴與前述微粒子的步驟。
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